Lovec exoplanet pomalu odchází do důchodu

Teleskop Kepler, který otevřel vědcům brány do bohatého světa exoplanet a který je momentálně od Země vzdálený 151 milionů kilometrů, přečkal během své devítileté mise mnoho kritických okamžiků. Od technických závad až po komplikace s kosmickým zářením. Jeho objevy jsou úžasné a vzhledem ke komplikacím, kterým musel čelit jsou ještě úctyhodnější. Úžasná mise tohoto dalekohledu se však již nezadržitelně blíží ke konci. Jeho nádrže jsou stále prázdnější a jelikož není v dosahu žádná benzinka, mělo by Kepleru palivo dojít v příštích měsících.

Oblast, ve které Kepler hledal exoplanety během primární mise.

Oblast, ve které Kepler hledal exoplanety během primární mise.
Zdroj: https://keplerscience.arc.nasa.gov

Do vesmíru se tento teleskop dostal sedmého března 2009 a v roce 2013 skončila jeho primární mise, když se poškodil i druhý gyroskop udržující teleskop ve správné orientaci. Vzhledem k této závadě už nebylo možné, aby Kepler hleděl do původní oblasti. Pozemní inženýři se však nevzdali a vdechli teleskopu nový život. Jejich metoda byla vpravdě originální – k udržení stabilizace se použije tlak slunečního záření – podobně jako když kajak zatáčí ve vodním proudu.

Tato nadstavbová mise označovaná zkratkou K2 se vyznačuje tím, že teleskop musí každé zhruba tři měsíce posunout své zorné pole do jiné oblasti. Každé pozorovací okno se označuje jako kampaň a inženýři původně plánovali, že Kepler zvládne vzhledem k zásobám paliva těchto kampaní deset. Jejich odhady byly ale velmi usedlé. Teleskop nedávno dokončil již šestnáctou kampaň a v březnu vstoupil do kampaně sedmnácté. Konec mise se tak podařilo výrazně oddálit, ale paliva pochopitelně stále ubývá. Poslední kapky pohonných hmot by měly tryskami projít už za několik měsíců, ale inženýři jsou připraveni udržet Keplera v chodu, co nejdéle to půjde.

Oči Keplera - pole CCD modulů.

Oči Keplera – pole CCD modulů.
Zdroj: https://keplerscience.arc.nasa.gov

Vědci pochopitelně chtějí ve zbývajícím čase nasbírat co nejvíce informací a odeslat je na Zemi. Jakmile totiž dojde palivo, nebude možné teleskop stabilizovat a jeho anténa pro datové přenosy přestane být schopná namířit  se k Zemi. Inženýři proto chtějí využít ty poslední zbytky paliva k odeslání naměřených vědeckých dat.

Snímek z desáté kampaně fáze K2. Povšimněte si tří „mrtvých“ sektorů. Kepler i přes technické problémy funguje dál.

Snímek z desáté kampaně fáze K2. Povšimněte si tří „mrtvých“ sektorů. Kepler i přes technické problémy funguje dál.
Zdroj: https://keplerscience.arc.nasa.gov

Odborníci již důkladně monitorují stav palivového systému, ve kterém hledají varovné náznaky nedostatku paliva – například pokles tlaku v nádrži, nebo změny v chování trysek. Ve výsledku však stále pracujeme jen s určitou nejistotou, která však pomáhá odborníkům odhadnout, jak dlouho se dá očekávat běžný sběr vědeckých dat. NASA aktuální stav přirovnává k řidiči, který se rozmýšlí, kdy natankovat své auto. Má zajet už na tuhle pumpu, nebo to má zkusit dojet až k té další? U Keplera však žádná další stanice nebude. NASA se ale musí rozhodnout, kdy přeruší sběr vědeckých dat. Toto rozhodnutí není snadné, protože odborníci musí mít jistotu, že nasbírané údaje zvládnou odeslat na Zemi.

Mnoho různých sond si musí schovávat poslední zbytky paliva pro závěrečné manévry. Družice kroužící kolem Země třeba provádí deorbitační zážeh, který je pošle do atmosféry, aby se nesrazily s jinými družicemi a něco podobného provedla i sonda Cassini, aby se v budoucnu nemohla srazit s některým ze saturnových měsíců. Mise v meziplanetárním prostoru, jako je třeba Kepler, jsou velmi vzdálené od Země i od jakéhokoliv citlivého prostředí, jakým jsou například tělesa s reálnou možností podmínek pro vznik života. Díky tomu je možné vymačkat z nádrží i poslední kapky paliva pro vědu a poznání. Kdo ví, třeba v té úplně poslední várce odeslaných dat bude nějaké zajímavé překvapení o vzdálených světech.

TESS bude do vesmíru hledět čtyřmi kamerami.

TESS bude do vesmíru hledět čtyřmi kamerami.
Zdroj:https://www.nasa.gov

Na závěr tohoto článku se ještě zaměřme na budoucnost hledání exoplanet. Zatímco Kepler, který tento obor svými objevy rozjel, odejde již brzy na zasloužený odpočinek, poslední dny na Zemi naopak momentálně zažívá teleskop TESS, který by měl navázat na odkaz Keplera a posunout objevování cizích světů na novou úroveň. Pokud se nic nepokazí, měla by jej raketa Falcon 9 vynést už 17. dubna našeho času. TESS bude prohledávat prakticky celou oblohu a k hledání cizích světů použije stejnou metodu, jakou využíval Kepler, tedy hledání drobných poklesů jasnosti hvězd, když mezi ní a teleskopem přechází planeta. TESS by měl být pro Keplera opravdu solidním nástupcem, protože podle očekávání by se díky jeho objevům měly katalogy exoplanet rozrůst opravdu masivně.

Zdroje informací:
https://www.nasa.gov/
https://keplerscience.arc.nasa.gov/

Zdroje obrázků:
https://www.nasa.gov/…/thumbnails/image/kepler_interrupt_feature.jpg
https://keplerscience.arc.nasa.gov/images/Keplerfieldofviewstarchart.gif
https://keplerscience.arc.nasa.gov/images/kepler_CCDarray.jpg
https://keplerscience.arc.nasa.gov/images/c10ffi.png
https://www.nasa.gov/…/files/thumbnails/image/tess_starfield_still.jpg

Lovec exoplanet pomalu odchází do důchodu, 5.0 out of 5 based on 25 ratings
Pin It
(Visited 2 666 times, 1 visits today)
Kontaktujte autora článku - hlášení chyb a nepřesností, rady, či připomínky

Hlášení chyb a nepřesnostíClose

VN:F [1.9.22_1171]
Rating: 5.0/5 (25 votes cast)
(Visited 2 666 times, 1 visits today)
Níže můžete zanechat svůj komentář.

Více se o tomto tématu dočtete zde »
(odkaz vede na příslušné vlákno diskuzního fóra www.kosmonautix.cz)


43 komentářů ke článku “Lovec exoplanet pomalu odchází do důchodu”

  1. pbpitko napsal:

    Obrovské Ď. Keplerovi, ale aj autorovi článku.
    pb 🙂
    P.S.
    Mimochodom, TESS bude prvým vážným príspevkom súkromného sektoru skutočne špičkovej základnej vede. Súkromný sektor výborne a spoľahlivo vynáša telekomunikačné a vznáška na ISS, ale z vedeckej oblasti boli mu zverované iba lacnejšie a menej významné misie. To je prvý krát sa tak drahá významná misia zveruje Súkronnému sektoru.
    A trajektória misie bude podstatne náročnejšia ako hoci-čo doteraz.
    Držme tuho palce !

  2. Jirka Hadač napsal:

    Před Keplerem, jak píše pbpitko opravdu klobouk dolů. Dokázal neuvěřitelné věci.
    Při této příležitosti mě napadá několik sond:
    Stardust, ten test se spálením paliva až do dna pro lepší odhad kolik zbývá u sond paliva v budoucnu. Může se hodit.
    ISEE-3 – to co předvedla a po jaké době to zvládla zapálit, klobouk dolů.
    A v tomto duchu nelze nezmínit Voyager 1, ten po 37 letech 🙂

    • Alois napsal:

      Bez kosmonautiky by astronomové a kosmologové byli jako slepá koťata.

      • pbpitko napsal:

        A bez astronónie a kozmológie by kozmonautika bola zbytočná.
        pb : )

      • Petr Šída napsal:

        to jako že pozemní astronomie nic nevidí, člověče proberte se. Opravdu musíte trolit všude?

        • Jiří Kos napsal:

          On už je takový …

        • Petr Scheirich napsal:

          Nejen to :-). Cituji Aloisův komentář několik článků nazpět (který je beztak mylný, což mu tam úspěšně vyvracíme): “Pokrok v technologiích pozemských teleskopů, který se zcela jistě v době ideových návrhů JWST nepředpokládal, umožňuje dosáhnout obdobných výsledků očekávaných od JWST. Totéž platí i pro daleko menší observatoře na zemském orbitu.”

        • Jirka Hadač napsal:

          A jak k tomu přijdu já, já napsal komentář k věci, že se to u sond zkouší, a že mají mnohé zajímavé osudy a dokážou neuvěřitelné věci co se týká pohonu a pak dopadnu zatrolen až po hlavu 🙂

        • Petr Šída napsal:

          To vypadá na slušnou schizofrenii (;))

          aneb hlavně svinit negativitou vše co jde ….

        • Petr Šída napsal:

          To Jirka Hadač: z toho si nic nedělejte, lidi tady dokážou odlišit nesmysly od slušných komentářů.

    • jregent napsal:

      Úctyhodná práce.
      Díky za článek 🙂

  3. Jarda napsal:

    Dogi, co presne znamena “…měla by jej raketa Falcon 9 vynést už 17. dubna našeho času.”? 🙂

  4. otaznick napsal:

    Napadá mě vhodnější přirovnání. Je to jako když jedete s kontrolkou na nule a rozhodujete se, zda zastavíte teď nebo až za támhletím kopečkem za kterým ještě můžete doplachtit dál bez benzínu ale s nejistým výsledkem…

  5. Spytihněv napsal:

    Ať už se Kepler stane neovladatelným dnes nebo za měsíc, ETHO dráha je daná a blízké setkání se Zemí kolem roku 2070 zůstane na programu. V té době už by se mohl najít nadšenec a odlovit si ho. Ale nejdříve by se raději měl ujistit u NASA jako u Muska, že si ho může nechat 🙂

  6. Magy napsal:

    Tak mi napadlo… pri dnesnom vyvoji rakiet, ked cena startu nosica za par rokov klesne niekolkonasobne, nebolo by dobre taketo satelity vybavit moznostou dotankovat palivo? vystrelit nejaky tanker aby predlzil zivotnost teleskopu, pokial jeho jedinym problemom bude palivo a nie zasadna porucha vedeckych pristrojov je predsa nepomerne lacnejsie riesenie, nez postavit dalsi, nie prave lacny satelit. samozrejme ze ani take rendezvous kdesi daleko nebude brnkacka, ale vyzvy su nato, aby sa prijimali a prekonavali…
    ked uz sme pristali na asteroide, preco by sme nemohli dokazat dotankovat nejaky satelit, ktory po dotankovani dokaze sluzit dalsie dlhe roky?

    • Tomáš Novák napsal:

      Jestli se nemýlím, tak výrazné zlevnění raket slibuje jen jedna firma a ta navíc slibuje, že za 5 let bude schopná pro satelit zaletět, snést na zem a případně vrátit zpátky. 🙂

      • Ivo napsal:

        Navíc satelity jsou drahé především proto, že musí být lehké, kompaktní a spolehlivé a navíc se dělá jen jeden kus. Jakmile nebude požadavek na extrémně nízkou hmotnost a malé rozměry, cena půjde dolů, stejně tak jakmile se jich začne dělat víc a víc. Takže ono pak moc nebude mít smysl se někam tahat, mnohem levněji vyjde postavit nový a hlavně lepší. Jo a k původnímu příspěvku, Kepler má problémy, takže nejde tady jen o palivo.

        • pbpitko napsal:

          Hlavne LEPŠÍ !
          Keď už satelitu dochádza palivo určite je už zastaralý a takmer nepotrebný. Načo ho potom dotankovávať ? Najlepšie a najlacnejšie riešenie je ho trochu pribrzdiť. Poklesne trochu bližšie k Zemi, atmosféra ho postupne dobrzdí tak že zhorí,
          Na zaslúžený odpočinok sa uloží sama.
          pb : )

    • Vlastimil Pospíchal napsal:

      Také mě napadlo mu poslat nějaký tanker, který by zároveň posloužil jako další experiment.

      • frank napsal:

        Větší smysl by dával udělat na míru nějaký stabilizační tahač 🙂

        Prostě něco co by se dokázalo pěkně přichytit a  mělo to gyroskop ” pro dva”

        Třeba příště místo auta tesla 🙂

        Navíc mě napadá, že by to byl výhodný druh parazitismu pro nějakou ambiciozní společnost 🙂

        • Spytihněv napsal:

          Docela zajímavý nápad. Byl by to opravdu jen dělník bez přístrojů, co by manévroval podle potřeb sofistikovanějšího průzkumníka. Nakonec by takový stroj mohl vyjít i cenově relativně přiznivě. A mise něčeho drahého by mohla pokračovat. Je to sice zatím jen sci-fi, ale celkem originální 🙂

        • Magy napsal:

          presne to som mal na mysli. na takom “tankeri” nejaky gyroskop bude zrejme musiet byt tak ci tak pre jeho vlastnu zmenu orientacie pri priblizovani k tankovanemu zariadeniu a akonahle sa pricvakne k teleskopu a spoji jak palivove potrubia tak nejake elektronicke konektory, tak niet dovod, preco by tie gyroskopy a ina elektronika potom nemohli byt k dispozicii pre pouzivanie/nahradu toho, co pripadne uz na teleskope odislo. Samozrejme sa bavime o buducich misiach, u Keplera je to uz bezpredmetne.
          Kazdopadne dodizajnovanie nejakych uchytnych bodov, konektorov na pripadne dotankovanie a elektronicke spojenie by predstavovalo zlomok nakladov navyse k cene samotneho satelitu a tym by sa rapidne zvysila sanca, ze pri pripadnej poruche nebude nutne teleskop ci satelit uplne odpisat, alebo nejako vyrazne obmedzit jeho funkcnost.

    • Spytihněv napsal:

      Dolet ke Kepleru a jeho dotankování si vůbec nedokážu představit. Od startu se vzdaluje rychlostí asi 0,1 AU za rok, takže je odhadem přibližně 150 mil. km od Země a ta mezera se pořád zvětšuje. Teoreticky – při dnešním tempu stavby čehokoliv bychom čekali dalších spoustu let, než by se něco vyrobilo (zvlášť když by šlo o úplnou novinku) a to je tu ještě problém, jak mu palivo nacpat do nádrže. Hlavně kudy. Podle mého názoru mission impossible.

    • Dušan Majer napsal:

      Dotankování družic jistě jednou přijde, ale bude to až za pár let. Navíc v první fázi bude tato služba určena jen pro objekty na oběžné dráze Země. Teprve až někdy později se dá uvažovat o vzdálenějších objektech. Ale doplnění paliva nevyřeší jiné technické problémy, které ohrožují fungování družic.

      • pbpitko napsal:

        často satelity a sondy končia kvôli poruchu gyroskopov a nie kvôli palivu. Dá sa to síce trochu obísť za cenu zníženia funkčnosti satelitu a za používania paliva na korekciu nasmerovania antény na Zem a pozorovanej oblasti.
        V každom prípade takéto riešenie nebude mať tie parametre ako gyroskop.
        pb 🙁

        • Tovy napsal:

          Problém vidím hlavně ve stáří družice.
          I kdyby se např. ke Keplerovi krásně zaletělo, vyřešila stabilizace a pohonné hmoty, pořád máme roky-desítky let starý hardware. Pořád u něj musí být tým, který se o něj stará, ten musí být placený a nemůže se věnovat novějším misím na lepších dalekohledech.
          Pracuje se starou výpočetní technikou a SW.
          Agentury musí neustále vyčleňovat peníze na staré mise a o to méně chybí na nové.
          Tyto specializované objekty asi je opravdu vhodné odepsat, i když samému se mi to moc nelíbí.
          Ano, lety mohou být levné, ale je lepší je využít pro novou techniku, než uměle udržovat starou.
          Stejně jako se dnes nepředělávají a nevylepšují staré, i když kvalitní Nokie (např. přilepením lepšího foťáku, nebo podporou 4G), ale vyvíjejí se telefony nové.

        • ldx napsal:

          Gyroskop je mechanický díl a jestli by nebylo rozumné jeho rozměry a sběrnici nějak standardizovat a modularizovat, mohl by se pak vyměnit spolu s doplněním paliva…

      • K tomu mam zajimavou poznamku. Na Flight Software Workshop 2017 o teto problematice byl zajimavy prispevek (prezentace ke stahnuti http://flightsoftware.jhuapl.edu – day 1 keynote). Dr. Roesler z DARPA mluvil o “Robotic Servicing of Geosynchronous Satellites”. Psal jsem si poznamky anglicky, tak mi dovolte to sem vlozit tak jak jsem si to zapsal:
        The talk is about physical maintenance of GEO satellites, e.g. considering refuelling, new capabilities or repair. The justification of going to GEO is apparently the fact that there is big money in GEO (130 billion $), so it is commercially attractive, some key military assets are also sitting there, plus it is not as scattered (all satellites in the same orbit) thus making it easier to service multiple spacecraft.
        The presenter emphasises that at DARPA they are planning a game change – on orbit assembly, modularity, etc. Less than a pound of a force is needed to fix simple things such as failed deployment (of solar array or antenna) – and this happens 1x per 2 years.
        SUMU (universal modifications) is a past program focused on this.
        For instance it is difficult to refuel today, because it is not designed to allow that, but it is easy to change the design to allow for it (GSFC already designed a valve to allow this).
        In GEO it is not safe to teleoperate close approach (because the delay is 0.5 sec, but other comms overheads imply >1s delay), however after docking teleoperating becomes safe.
        Notion of detachable hosted payloads.
        SSL Dragonfly: Satellite with robotic arm on it, instead of deployment mechanisms (e.g. allows more reflectors than before), in-orbit robotic assembly from efficiently stowed state, lower satellite mass while enabling higher satellite performance.
        GSFC RestoreL program with the same robotic arm (LEO)
        Private – public partnership: GEO telecom satellite providers would benefits from this, DARPA can help
        Targeting first launch in 2021
        Future – modular satellite (such as Lego – “satlets”)
        Technically: 2 cameras + 2 lidars used to approach a target (to compare with humans spaceflight close approach manoeuvres)
        Could use this to remove debris, but 1) tumbling rates sometimes too high, 2) still it remains unclear who will pay, 3) legal problems (who allows this, launching authority)

  7. Alois napsal:

    O jakem množství paliva mluvíme ? Kanystry nebo plechovky?

  8. Cx napsal:

    Jak tu všichni mluvíte o opravách na oběžné dráze, tak to je podle mě úplně pasé. Za pár let, pokud bude start BFR stát opravdu jen jednotky milionů, tak prostě jedna taková loď vyletí, sesbírá co může, doveze to zpět na zem, tam se to opraví, upgraduje, natankuje a stejná loď to zas odveze zpátky. Kepler má na Wiki psané náklady $600M. I pokud by BFR startovala za nižší desítky milionů a pouze pro potřeby Keplera, tak se to vyplatí. Hrabat se v něčem citlivém na oběžné dráze je nesmysl. Taková oprava Hubbla byla malý zázrak. Budoucí družice se tomuhle pravděpodobně přizpůsobí. Budou dražší, na dostupnější dráze a mít několik životních cyklů.

    • Jirka Hadač napsal:

      Tak jako co se týká těch oprav, on byl takto koncipován, aby ho bylo možno opravovat. Uznávám ovšem, že s těmi problemy firmy Perkin-Elmer se opravdu nepočítalo, a přemontovávat primární zrcadlo na orbitu by byl opravdu nesmysl. Jinak určitě souhlas.
      Ty ceny, prostě záleží na tom, jak se to podaří SpaceX udělat, přičemž jim držím palce, aby to dopadlo tak, že ste ty ceny silně nadhodnotil. 🙂
      Dobrá, sesbírají to na orbitu, ale co mi vrtá hlavou je, jak to vyřeší, aby se to nepotlouklo při zachycení a přistávání. Přeci jen, pod 1,5-2g se asi nedostanou při deorbitaci.

      • Cx napsal:

        Tak ven někdo bude muset, ale jeho úkol bude kotvení pár šrouby, ne výměna elektroniky. Je možné, že se k tomu vytvoří i nějaké zařízení a tohle půjde udělat i bez posádky. Nakonec není důvod tam cpát lidi.

    • 3,14ranha napsal:

      – S cenou jednotek milionů bych pro BFR nepočítal – to jsou náklady JEN ZA PALIVO ! (tisíce až desetitisíce tun zkapalněného metanu a kyslíku). SpaceX není charita.

      – Kepler je špatný příklad – je od Země příliš daleko a je zastaralý. Jakákoli záchranná mise je nelogická a zbytečná

      – HST obíhal na LEO a byl schválně zkonstruován jako modulární (naštěstí, jinak by ho vyřadila již ona nechvalná chyba ve výbrusu zrcadla).

      To bylo výhodné proto, že k jeho relativně těžkému, velkému a drahému zrcadlu se vyplatilo montovat stále modernější detektory.(a opravovat provozní poruchy a opotřebení)

      Něco podobného by mohlo platit pro doplňování paliva geostacionárním družicím, které mají velké antény, které může být škoda odepsat.

      DARPA mimo jiné uvažuje o možnosti, že by sbírala antény z “mrtvých družic” (u staré družice je velká nepoškozená anténa relativně nejcennější hardware)

      • hansnasa napsal:

        S tak nízkou cenou u SpaceX bych taky nepočítal.Přece jen jsou soukromníci a hlavně Elon potřebuje vydělat kupu peněz na svou kolonizaci Marsu.Cena vynesení nákladu bude prostě levnější než u konkurence.Asi tak bych to viděl.

    • 3,14ranha napsal:

      PS: s těmi drahami půjdou družice dvojí cestou – ty vědecky a finančně nákladné půjdou na vyšší dráhy. Zatímco ty levné a sériové půjdou na dolní hranici LEO – takové se nevyplatí opravovat – bude se u nich počítat s plánovanou životností a samovolným zánikem v atmosféře – levnou družici se opravit nevyplatí, když za menší peníze vypustíte dvě nové a (díky vývoji vědy) výkonnější.

      Pro servisní mise každopádně vidím jen velmi omezenou poptávku !

  9. Rad bych upozornil na misi PLATO, kterou pripravuje ESA (a na ktere mam to stesti se podilet). PLATO bude mit system 26 teleskopu a bude zamerovat jasne hvezdy a detekovat planety pomoci presneho mereni poklesu jasnosti pri zastineni obihajici planetou. Dale bude provadet dalsi mereni – vice detailu na http://sci.esa.int/plato/42276-summary/. Planovany start 2026.

Zanechte komentář