Evropská kosmická agentura vybrala v rámci programu Cosmic Vision návrh mise Comet Interceptor, která má být zařazena do kategorie Fast (rychlý). Tuto misi mají tvořit hned tři sondy, jejichž úkol bude vpravdě unikátní – poprvé v historii navštívit „čerstvou“ kometu, nebo třeba i objekt z mezihvězdného prostoru, který sotva zahájil svou cestu Sluneční soustavou. Tato mise cílí na doposud neprozkoumané komety. Návrh počítá s průletem kolem vybraného cíle během jeho přiblížení k oběžné dráze Země. Zmíněné tři sondy mají provést simultánní pozorování z různých míst kolem komety, čímž by vznikl trojrozměrný profil tohoto objektu, který na svém povrchu ukrývá materiál, který nebyl využit při formování naší soustavy.
Zdroj: https://upload.wikimedia.org/
„Nedotčené nebo dynamicky nové komety jsou kompletně neprobádané a představují složitý cíl pro blízký průzkum, který by umožnil lepší porozumění rozmanitosti a evoluci komet,“ říká Günther Hasinger, vědecký ředitel ESA a dodává: „Ohromný vědecký přínos misí Giotto a Rosetta jsou bezkonkurenční. Je ale čas stavět na jejich úspěších a navštívit čerstvou kometu, nebo být připraveni na další mezihvězdný objekt jako byla Oumuamua.“
Comet Interceptor spadá do již zmíněné kategorie F, tedy fast. Rychlost se ale nevztahuje na fyzickou rychlost pohybu sondy, nýbrž na její vývoj. Počítá se s tím, že celý vývojový proces od výběru mise po připravenost ke startu zabere maximálně 8 let. Někomu se to zdá možná hodně, ale ve světě kosmických technologií se vědecké mise většinou připravují mnohem delší dobu. Mise z kategorie F mají vážit méně než 1 tunu a do vesmíru mají letět sdíleném startu s misí z kategorie M, tedy misí středního rozsahu. Sondy tak využijí dodatečné kapacity nosné rakety a dostanou se do libračního centra L2 soustavy Slunce-Země, které se nachází 1,5 milionu kilometrů „za Zemí“ z pohledu od Slunce.
Zdroj: https://www.esa.int
Konkrétně mise Comet Interceptor má letět do vesmíru společně s teleskopem Ariel, který bude studovat exoplanety a jehož start je zatím plánován na rok 2028. Obě mise mají jako cílovou destinaci centrum L2, odkud pak Comet Interceptor s použitím vlastního pohonu vyrazí vstříc svému cíli. Rychlá bude nejen příprava mise – narychlo proběhla i výběrová fáze. Po výzvě zveřejněné v červenci loňského roku dorazilo od odborné veřejnosti 23 návrhů, z nichž bylo vybráno šest týmů pro vypracování podrobnějších návrhů. Včera pak Výbor vědeckých programů vybral právě návrh Comet Interceptor pro postup do ještě detailnější návrhové fáze.
„Děkujeme odborné veřejnosti za jejich vynikající návrhy, které pokrývaly široké spektrum inovativních oborů, které mohou být prozkoumány i přes limity kategorie F,“ uvedl Hasinger a dodal: „Tento inovativní typ misí bude hrát důležitou roli v plnění Kosmického programu ESA, který chystáme na další dekády. Jsme také rádi, že se daří držet rychlou filosofii tím, že jsme Comet Interceptor vybrali během roku od podání výzvy.“
Zdroj: https://3c1703fe8d.site.internapcdn.net
Pojďme si ale detailněji posvítit na ony tři sondy, které mají tuto misi tvořit. Ještě v centru L2 budou všechny tři exempláře tvořit jediný celek a budou zde čekat na vhodný cíl. Jakmile je najdou, stále se jako jeden kus vydají na jeho průzkum. Sestava se rozdělí na tři kusy jen pár týdnů před průletem a sondy nemají být identické. Právě naopak – jejich palubní vědecké přístroje se mají doplňovat. Přístroje mají poskytnout rozlišné pohledy na jádro samotné, ale i na prach, plyny, či plazma v jeho okolí. Možnost měřit jednotlivé veličiny z různých míst dramaticky zvýší hodnotu informací, jelikož bude možné vše zmapovat ve třech rozměrech. Díky tomu budou moci vědci lépe porozumět dynamické podstatě nedotčených komet, které reagují na neustále se měnící prostředí slunečního větru.
Zdroj: http://exploration.esa.int
Vědecké přístroje by měly vycházet z odkazu dřívějších evropských projektů. Kupříkladu kamera by měla být založena na přístroji CaSSIS, který momentálně na palubě sondy TGO pořizuje fotky Marsu. Hmotnostní spektrometr, ale i přístroje studující prach, elektromagnetické pole či plazma budou vycházet z podobných přístrojů na sondě Rosetta. Ta (stejně jako její předchůdce Giotto) navštívila tzv. krátkoperiodickou kometu. Tak se označují komety, které mají oběžnou dobu kratší než 200 let, což znamená, že se už za existenci Sluneční soustavy přiblížily ke Slunci již mnohokrát. To se samozřejmě musí projevit i na jejich povrchu a celkové stavbě. Kupříkladu známá kometa 67P/Čurjumov-Gerasimenko prozkoumaná sondou Rosetta oběhne kolem Slunce jednou za 6,5 roku. Koleta 1P/Halley, kolem které prolétla sonda Giotto v roce 1986 se ke Slunci vrací jednou za 76 let.
Zdroj: https://www.esa.int/
Comet Interceptor ale bude už ze své podstaty jiný. Má totiž cílit na objekt, který se do vnitřních oblastí Sluneční soustavy podívá poprvé. Tento host bude pravděpodobně pocházet z tzv. Oortova oblaku, stále ještě přímo nepotvrzené oblasti na samém okraji naší soustavy. Taková kometa by měla na svém povrchu materiál, který neprošel žádnými procesy od vzniku Slunce a planet. Tato mise má tedy potenciál nabídnout nový pohled na evoluci komet, které se k nám podívají z té nejvzdálenější periferie.
Ještě mnohem vzácnějším potenciálním cílem by byl návštěvník z jiného hvězdného systému – něco jako byla Oumuamua, která v roce 2017 způsobila pozdvižení, protože šlo o první pozorovaný objekt svého druhu. Možnost zblízka studovat mezihvězdný objekt by v sobě ukrývala netušené možnosti průzkumu tělesa, které připomíná kometu. Vědci by tak mohli zjistit, jak se takové objekty tvoří v jiných hvězdných systémech a zda se nějak odlišují od našich komet.
Zdroj: https://www.esa.int/
V historii byly nové komety objevovány jen pár měsíců až let před průletem nejnižším bodem jejich dráhy, tedy u Slunce, což je příliš krátká doba pro navržení, stavbu a start kosmické mise, která by navíc musela k cílovému objektu doletět ještě než se začne od Slunce zase vzdalovat. Nedávné pokroky na poli pozemní astronomie přinesly možnost skenovat nebe hlouběji a detailněji. Projekt Pan-STARRS je dnes nejplodnější „mašinou“ na objevy nových komet. Ze všech nových objevů za rok jde více než polovina na jeho konto. V Chile navíc vzniká Large Synoptic Survey Telescope, který by měla také výrazně rozšířit možnosti katalogizace nových komet.
Comet Interceptor v současné době ještě svůj cíl nezná a ani to nepotřebuje. Jeho návrh a konstrukce budou univerzální a nebudou vztaženy jen na jediný cíl, což z vlastní podstaty této mise není možné. Sondy budou vypuštěny do vesmíru a pak mohou čekat i několik let, než se dočkají vyslání ke svému cíli. Podle dosavadních odhadů by k tomu mělo dojít nejpozději během pěti let od startu.
Přeloženo z:
http://www.esa.int/
Zdroje obrázků:
https://www.esa.int/…/19447321-1-eng-GB/Comet_Interceptor_concept.jpg
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/88/Giotto_spacecraft.jpg
https://www.esa.int/…/Location_of_Lagrangian_point_L2_node_full_image_2.jpg
https://3c1703fe8d.site.internapcdn.net/newman/csz/news/800/2013/2-nearearthobj.jpg
http://exploration.esa.int/science-e-media/img/d7/ExoMars2016_TGO_CaSSIS_flight_model.jpg
https://www.esa.int/spaceinimages/Images/2014/12/Kuiper_Belt_and_Oort_Cloud_in_context
https://www.esa.int/…/17568545-1-eng-GB/Artist_impression_of_Oumuamua.jpg
Když něco neumíme dohnat, můžeme si na to prostě počkat. To je naprosto geniální myšlenka. Štěstí přeje připraveným. Menší problém bude rychlost komety, cca 40 km/s. V případě mezihvězdného návštěvníka víc, a v libovolném směru. Tedy i proti směru letu sondy. V případě komety, která by letěla spořádaně v rovině planet, a měla perihel v blízkosti L2, vzájemná rychlost by mohla klesnout na nějakých 10 km/s. Z těchto čísel je patrné, že moc dlouhé pozorování to nebude. Přístroje budou muset nabrat data opravdu bleskově.
Pokud bychom ale v budoucnu chtěli podobné těleso dohnat, odebrat vzorky a dopravit je na Zemi, bude to klást extrémní nároky na pohon sondy – zatím asi nerealizovatelné. Co by ale naopak realizovat šlo, je, počkat si podobným způsobem, ale mnohem blíže Zemi, na nějaký blízký průlet asteroidu (takové ty, co jich je relativně dost, s gustem o nich referují různé senzacechtivé weby). Pokud bychom se spokojili s těsným průletem, pak by tento úkol mohla zvládnout i docela maličká sonda, možná i cubesat. Těch by mohlo být i víc. Mohli bychom se tak dozvědět něco o tvaru a struktuře těchto malých objektů.
Netušíte někdo, jak malá sonda může mít vlastní pohon + dostačující avioniku? Většina cubesatů, pokud vím, nic z toho nemá.
Po krátkém hledání lze najít jak článek o pohonech pro cubesaty
https://spacenews.com/more-startups-are-pursuing-cubesats-with-electric-thrusters/
tak přímo pohon na prodej (zde iontový motor o rozměrech 10x10x6)
https://www.cubesatshop.com/product/ifm-nano-thruster/
S návrhem cubesatu k planetce už přišla ESA (projekt M-ARGO)
Ja si len dovolim poznamku k pouzitemu obrazku Oumuamua.
Vzhladom k tomu, ze sa objavovali informacie o tom, ze (prekvapivo) neuvolnuje (alebo „az tak“ neuvolnuje) mracna plynu, tak by sa asi viac hodila umelecka predstava, ktora je z tych, ktore objekt takto nezobrazuju. 🙂
Na EN wiki je tento:
pravdepodobne ma aj licenciu na pouzitie na iny web. 🙂
Díky, bral jsem obrázek z webu ESA. Každopádně díky za další obrázek, ale asi tam nechám ten původní. Ostatně umělecká licence pokryje i Vámi zmíněný plyn.
Chce se mi říct „BOHA JEHO!“. Se současnou technikou je možno vyslat ke stejnému cíli třeba 10 větších cubesatů (iontový pohon, zásobník + lepší optika + malých chemický nebo expanzní motor, viz níže).
Náklady na jednu družcokrychli by tak klesly. A kdyby to nemuselo bý vyneseno na dražší Ariane 5, ale F9H pro drobet vyšší rychlost, tak mi něříkejte, že by to stálo majlant.
Současně by se ověřili technologie cubesatů pro tyto mise + by při počtu 10 nevadilo, že by třeba 5 odešlo. Každý by mohl mít dílčí úpravy pro testy technologií.
Dané těleso by mohlo být snímáno z více stran najednou a po konci mise by sedli s pomocí i expanzní trysky na povrch – u větších objektů s větší gravitací. Některé cubesaty by mohli mít modifikaci s náloží a penetrátorem a byly by navedeny na kolizní cíl a ostatní by snímali dopad. Když doletěli první testovací kousky se spojením se Zemí až za Mars.
V případě rychle letících komet by se také nabídlo 1-2 cubesaty vybavit rel. předimenzovaným motorem s větším zásobníkem pro dosažení vyšší rychlosti – opět zároveň technologický demonstrátor.
Něříkejte mi, že by takové hejno pidisond ESU položilo, při vyslání na F9H. Ale zde nehrají hlavní roli vědecko-finanční cíle a musí být použita Ariane 5.
Mít na to miliardářské peníze, tak bych si to vybavil i pro svou zábavu a testovací zvědavost za svý.
Nevím, kde jste došel k tomu, že by jakákoliv sonda byla schopna na takovém objektu přistát. V perihelu bude mít neskutečnou rychlost.
Bylo myšleno spíše pro pomalejší objekty. Pro rychlejší spíše část sond s náloží nebo odpalovací nálož jako penetrátor. Využila by se i kinetická energie sondy, pokud by přilétala spíše ze směru kam by kometa letěla. I dále od Slunce by penetrátor/sonda přilétala ke kometě např. rychlostí 20-30 km/s, takže energie dopadu i menšího tělesa by byla velká. U rychlejších ubjektů by při takových akcích byla samozřejmě nutná synchronizace „ostřelovačů“ a sledovačů kvůli okamžiku v kterém by se toto odehrálo.
Mimochodem mně ještě napadlo zda by pro testování např. dalších účinnějších fyzukálních pohonů nebylo vhodné využít obecně malé sondy. I v případě jaderného pohonu by se tak vynášelo menší množství radioaktivního materiálu a odpor by tak mohl být menší. Samozřejmě jde o to jak takový pohon lze ještě miniaturizovat vzhledem k potřebě pevnosti a síly stěn např. klasického jaderného pohonu versus celková strukturální integrita malé sondy. Aby hlavní reakční ohřívací komora nemusela být výrazně těžší než zbytek sondy, aby vůbec vydržela, pokud by tlaky byly stejné jako u velké verze stejného typu motoru.
Jedině nové fyzikální verze pohonů i řeba na menších sondách dokážou teprve „stíhat“ rychle se pohybující komety. Nedělal jsem si výpočet kolik chemického paliva a okysličovadla by musela mít třeba 100 kg sonda s klasickýcm pohonem aby se ve vesmíru urychlila např. o dalších 30 km/s už po vynesení na únikovou dráhu od Země. Ale byl by to absurdní nepoměr.
Jo, tak pro pomalejší cíle určitě ano 🙂