Týden se sešel s týdnem a je tu další nedělní poledne, jehož nedílnou součástí je aktuální vydání Kosmotýdeníku. Tentokrát se v hlavním tématu tohoto pravidelného přehledu kosmonautických událostí uplynulého týdne vydáme k Měsíci. Budeme zkoumat, jak obtížné je zachytit alespoň nějaké fotony, které se úspěšně odrazily od koutových odražečů z dob Apolla. Dokonce se američtí a francouzští vědci pokouší získávat odrazy světla i od koutových odražečů na těle sondy LRO. Dalšími tématy, kterým se budeme věnovat, budou například výměna pozic Starship SN-5 a SN-6, anebo pokusný sestup sondy OSIRIS-REx k povrchu planetky Bennu. Přeji vám dobré čtení a hezkou neděli.

Lov fotonů z Měsíce

Mnozí z vás jistě vědí, že posádky misí Apollo zanechaly na Měsíci řadu vědeckých přístrojů, přičemž konkrétně koutové odražeče se používají dodnes. Jednoduché koutové zrcadlo slouží jen a pouze k odrazu fotonů vyslaných ze Země zpět. Záměrně nepoužívám termín světlo, které je v tomto případě pomyslně o řád výše, ačkoli jde o totéž. Tentokrát se však americkým a francouzským vědcům podařilo zachytávat odražené světlo i ze sondy, která obíhá Měsíc! Zní to sice jednoduše, ale úspěšnost této akce byla umožněna až po rozsáhlých zkouškách a významnému pokroku v technologiích. Koutové odražeče z dob Apolla totiž odrážejí stále méně a podobné experimenty mohou odpovědět na otázku, proč k tomu dochází.

Astronaut z Apolla přenáší sadu pro koutový odražeč
Zdroj: https://www.nasa.gov/

Od roku 2009 obíhá Měsíc americká sonda Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO), která na svém povrchu nese také sadu koutových odražečů. Důvod, proč byly na tělo této sondy tyto odražeče umístěny, je ten, že vědci chtěli vyzkoušet reflexní schopnosti těchto nových odražečů oproti těm z dob Apolla. Ty, které se nachází na povrchu Měsíce, totiž každým rokem odráží méně fotonů zpět na Zemi. Ačkoli je jim 50 let, nemělo by k tak výraznému snížení reflexních schopností docházet. LRO tak měla pomoci tuto otázku rozluštit i díky tomu, že k Měsíci vzala koutové odražeče nové – ačkoli s nimi pobývá jen na oběžné dráze.

Koutové odražeče z dob Apolla jsou vědci docela často používány a informace, které se díky nim dají zjistit, jsou naprosto unikátní. Přitom je to docela jednoduchý experiment. Pošlete světelný puls k Měsíci a měříte, jak rychle se vrátí zpět. Jedním z největších objevů, který byl díky tomuto experimentu potvrzen, je, že se Měsíc každý rok od Země vzdálí o 3,8 centimetrů. Tato zvětšující se vzdálenost mezi tělesy je důsledkem gravitační interakce právě mezi Zemí a Měsícem. „Nyní, když shromažďujeme data za posledních 50 let, můžeme dobře vidět trendy, které bychom jinak u krátkodobých experimentů neviděli,“ řekl Erwan Mazarico, planetární vědec z Goddard Space Flight Center v Greenbeltu, který koordinoval nynější experiment s LRO. Výsledky tohoto výzkumu pak byly zveřejněny 7. srpna v časopise Earth, Planets and Space.

Umístěný koutový odražeč na povrchu Měsíce
Zdroj: https://www.nasa.gov/

Dalším zajímavým zjištěním je například to, že Měsíc má zcela jistě tekuté jádro, které se navenek projevuje nepravidelností měsíční oběžné dráhy kolem Země. Otázkou zůstává, zda jádro obsahuje krom tekuté složky i pevný vnitřní materiál.

Zodpovězení této otázky by mohlo vyřešit záhadu s magnetickým polem Měsíce. Vzorky, které přivezly Apolla, totiž ukázaly, že před miliardou let měl i malý Měsíc skutečné fungující magnetické pole. Otázkou zůstává, jak je možné, že Měsíc magnetické pole měl a proč nakonec zaniklo.

Pokud mají koutové odražeče sloužit vědě i nadále, bude však potřeba vyřešit otázku, proč některé z nich výrazně ztrácí svoji odrazivost. Přitom jde o snížení odrazivosti až o celých 90%.

Na Měsíci je aktuálně pět panelů koutových odražečů. Dva byly postaveny na povrch posádkami Apollo 11 a Apollo 14 v letech 1969 a 1971. Každý z nich má sto koutových odražečů. Výhodou těchto jednoduchých zrcadel je, že dokážou vracet světlo libovolným směrem, ze kterého přijde. Další panel byl nainstalován v roce 1971 během výpravy Apollo 15. Ten nese dokonce celkem 300 koutových odražečů. Zbývající dva jsou na sovětských roverech Lunochod 1 a 2 z let 1970 a 1973, kdy každý z roverů nese celkem 14 koutových odražečů.

Některé odražeče však odrážejí stále méně světla. Odborníci se proto domnívají, že po dopadech mikrometeoritů došlo ke zvíření prachu, který se následně usadil na povrch těchto zařízení. Usazený prach jednak vede ke snížení odrazivosti zrcadel, ale může také zvyšovat jejich teplotu a tedy snižovat účinnost. Tuto teorii je však třeba ještě potvrdit. Proto se vědci rozhodli, že budou vysílat světlo i k LRO a měřit v podobný čas účinnost odrazu z odražečů na sondě a na povrchu. Porovnáním naměřených dat by pak šlo zjistit, kde je skutečný problém.

Získat odraz světla z LRO se nakonec týmu kolem Mazarica podařilo. Nicméně závěry z těchto měření ještě nejsou k dispozici. Nejdříve je třeba ověřit celou metodu měření co největším počtem úspěšných odrazů světla zpět od sondy i od povrchu Měsíce. Překvapivě je získávání světla od těchto odražečů výrazně komplikovaná záležitost a úspěšnost se měří na jednotlivé fotony, které dojdou zpět požadovaným směrem.

Posílání svazku laseru k Měsíci
Zdroj: https://www.nasa.gov/

Při pokusech o získání odrazu ze zařízení na povrchu Měsíce je potřeba zjistit přesnou polohu požadovaného panelu v dané době. Musíme počítat s tím, že Měsíc putuje kolem Země – tudíž mění průběžně svou pozici. Vyslaný svazek laseru pak musí dvakrát projít hustou pozemskou atmosférou, která svazku laseru uštědří značný rozptyl. To, co pozemskou atmosféru opouští, je asi metr široký svazek světla, tento svazek pak doputuje k Měsíci jako rozptýlené světlo o průměru dvou kilometrů. Šance, že některý z fotonů zasáhne koutový odražeč je 1 ku 25 milionům. Pro to málo fotonů, co skutečně zasáhnou koutový odražeč, existuje ještě menší šance, že dorazí zpět na Zemi – zhruba 1 ku 250 milionům. A to jde o odraz od statického panelu na pevném místě povrchu Měsíce.

Pokud chceme získat odraz od koutového odražeče sondy LRO je situace o dost komplikovanější. Sonda se totiž rychle pohybuje po oběžné dráze Měsíce a navíc je její koutový odražeč desetkrát menší než ten z dob Apolla. Úspěšnost odrazu pak ovlivňuje i lokální počasí na laserové stanici, stejně jako aktuální pozice Slunce vůči Měsíci.

Detail koutového odražeče používaného během misí Apollo
Zdroj: https://physicsworld.com/

To jsou důvody, proč trvalo tak dlouho získat úspěšný odraz od koutového odražeče LRO. Americkým vědcům se to nedařilo celé desetiletí a k úspěchu došlo až díky spolupráci s francouzskými kolegy. Jejich dosavadní úspěch je založen na použití pokročilých technologií vyvinutých týmem Géoazur na Univerzitě Côte d’Azur pro laserovou stanici ve francouzském Grasse, která může na LRO pulzovat světlo v infračervené části světla. Jednou z výhod použití infračerveného záření je to, že proniká skrz zemskou atmosféru lépe než viditelná zelená vlnová délka světla, kterou vědci tradičně používají.

I přes takto pokročilé řešení, získal tým mezi lety 2018 a 2019 z desítek tisíc pulzů vyslaných k LRO jen asi 200 fotonů úspěšně odražených od sondy a zachycených laserovou stanicí zpět na Zemi. To může sice vypadat jako velmi chabý výsledek, ale i pár fotonů může pomoct odpovědět na otázku ohledně možného zaprášení koutových odražečů na povrchu Měsíce a prodloužit tak jejich vědecké využití. Použití infračerveného světla může zase zpřesnit zkoumání přesných vzdáleností mezi Zemí a Měsícem, které jsou klíčové pro podrobnější výzkum tohoto tandemu. Do budoucna by pak mohlo pomoci instalovat na připravované komerční landery určené pro Měsíc další sady koutových odražečů, které by ty z doby Apolla mohly nahradit. Pro vědce je však nejpodstatnější, aby pokračovalo kontinuální měření trvající již padesát let, které umožňuje sledovat dlouhodobé trendy interakce Měsíce a Země.

Kosmický přehled týdne:

Dnes v 00:04 SELČ úspěšně odstartovala největší evropská raketa Ariane 5, která vynášela trojici družic. Kvůli tomu měla Ariane i prodloužený aerodynamický kryt. Náklad tedy tvořily japonská telekomunikační družice BSAT-4b určená pro šíření televizního signálu, dále telekomunikační družice Galaxy 30, která je provozována společností Intelsat a experimentální družice MEV-2, která bude pokračovat s experimentálním prodlužováním životnosti družic na oběžné dráze.

Při představování velikostí jednotlivých aerodynamických krytů současných velkých amerických raket je trochu obtíž s jejich měřítkem. Naštěstí se na Twitteru objevila zajímavá porovnávací grafika, která ukázala rozměry aerodynamických jejich krytů. Jsou hezky vyrovnané vedle sebe i s referenčním člověkem. Prostor, který je uváděn pro Starship pak však Elon Musk korigoval s tím, že reálná Starship bude větší a její objem bude okolo 1000 metrů krychlových.

Porovnání prostoru aerodynamických krytů amerických nosičů
Zdroj: https://scontent.fprg1-1.fna.fbcdn.net/

Minulý týden jsme obdivovali historicky první skok prototypu Starship (SN-5) do výšky 150 metrů a následné úspěšné přistání. Tento týden se pozice přistávací oblasti a rampy hezky proměnila. SN-5 putovala zpět do výrobní oblasti, zatímco Starship SN-6 se přesunula na rampu, kde jí čekají tlakové zkoušky, statický zážeh a zřejmě další 150 metrů vysoký skok. SN-6 i SN-5 by možná mohly takových skoků provést více. Ve všech případech bude využit jen jeden motor Raptor.

Starship SN-5 po letu a Starship SN-6 se potkaly v montážní oblasti
Zdroj: https://pbs.twimg.com/

Starship SN-6 se přesouvá na rampu
Zdroj: https://pbs.twimg.com/

Starship SN-6 na rampě
Zdroj: https://pbs.twimg.com/

Ruský vědecký modul Nauka se 10. srpna ve 23:37 SELČ vydal na cestu dlouhou 2 500 km ze závodu GKNPC Chruničeva na kosmodrom Bajkonur. Na kosmodromu čeká modul ještě devět měsíců zkoušek a prověřovacích procedur před startem. K tomu by mělo dojít 20. dubna 2021 pomocí nosné rakety Proton-M.

Vědecký modul Nauka v ochranném krytu
Zdroj: https://pbs.twimg.com/

Vlak vezoucí modul Nauka
Zdroj: https://pbs.twimg.com/

Přehled z Kosmonautixu:

Zde již tradičně naleznete přehled všech článků, které v uplynulém týdnu vyšly na našem webu. Vydáváme minimálně dva články o kosmonautice denně, pojďme si je nyní shrnout. Na začátek jsme se skrz oči družic podívali na zkázu, kterou zanechal ledek v přístavu v Bejrútu. Dále jsme sledovali finální zkoušku americké sondy OSIRIS-REx před odběrem vzorků z povrchu planetky Bennu. Zaujala nás také zpráva o další zakázce pro společnost SpaceX. Falcon 9 totiž vynese celkem 48 radarových družic pro firmu PredaSAR. Dočkali jste se také dalšího měsíčního přehledu o pokrocích, přípravách a výrobě jednotlivých částí plánované stanice Gateway. Přinesli jsme vám také náhled pod ruce astronautů, kteří na Mezinárodní kosmické stanici provádí vědecký výzkum. Podívali jsme se i na další komerční zakázku pro dopravce družic do kosmického prostoru. Tentokrát si firma SES vybrala SpaceX a firmu ULA k vynesení jejích družic. Hledač exoplanet – teleskop TESS v tomto týdnu dokončil svoji primární misi. Zajímavé zprávy také dorazily z Hlavního pásu planetek. Na Ceres totiž bylo potvrzeno, že záhadné bílé skvrny skutečně způsobila voda. Dále jsme sledovali test zmenšeného pomocného motoru pro SLS nové generace. Letní seriál TOP 5 vám tentokrát představil pět zajímavých skafandrů nového milénia. Postup k prvnímu startu rakety SLS a k misi Artemis I nabírá na rychlosti. Nyní začala instalace adaptéru pro loď Orion. Výjimečně jsme se podívali na zoubek také jedné zajímavé námořní lodi, která bude sloužit raketě Ariane 6. Na závěr týdne jsme se podívali na další díl Vesmírné techniky, který se tentokrát věnoval průběhu mise LADEE.

Snímek týdne:

Snímek týdne získává parádní fotografie z výcviku posádky pro první operační misi lodi Crew Dragon s označením SpX Crew-1 (USCV-1). Bude to poprvé, co v této lodi poletí čtyři astronauti, kteří se připojí ke stálé posádce Mezinárodní kosmické stanice a také tím rozšíří základní posádku z šesti na sedm členů. Níže pak naleznete i fotografii z nácviku posádky evakuace od rampy pomocí obrněných vozidel.

Posádka první operační mise Crew Dragonu
Zdroj: https://pbs.twimg.com/

Nácvik nouzového nástupu do obrněného vozidla
Zdroj: https://pbs.twimg.com/

Video týdne:

Video týdne bude jen souhrnem rychle za sebou jdoucích snímků (ano, to je normální stav videí, ale tady ty snímky jdou za sebou relativně pomalu). Jedná se o finální nácvik před odběrem vzorků z planetky Bennu, kterou provedla americká sonda OSIRIS-REx. Krásný pohled na kamenitý a drsný povrch této planetky.

Zdroje informací:
https://www.nasa.gov/
https://twitter.com/
https://twitter.com/
https://tass.ru/

Zdroje obrázků:
https://twitter.com/RGVaerialphotos/status/1294666023640223744/photo/1
https://pbs.twimg.com/media/EfFw8xeXoAEks3v?format=jpg&name=medium
https://pbs.twimg.com/media/EfFw81sXsAcu3e4?format=jpg&name=large
https://pbs.twimg.com/media/EfacMdwWsAMmo1B?format=jpg&name=medium
https://pbs.twimg.com/media/EfZpk4pXkAYWLTI?format=jpg&name=medium
https://pbs.twimg.com/media/EfKqWwJXYAAgk-h?format=jpg&name=4096×4096
https://pbs.twimg.com/media/EfeS1DnWAAIUgLb?format=jpg&name=4096×4096
https://pbs.twimg.com/media/EfKEZsuWAAkeAXE?format=jpg&name=large
https://physicsworld.com/wp-content/uploads/2019/07/PWJul19Crease-LLR-15_1200.jpg
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/astronaut_0.jpg
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/laser.jpg
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/apollo_reflector.jpg
https://www.nasa.gov/sites/default/files/styles/ubernode_alt_horiz/public/thumbnails/image/lro.jpg