Kosmotýdeník 539 (9.1. – 15.1)

Kosmotýdeník 539 (9.1. – 15.1)

15. ledna 2023

Další týden utekl jako voda a před vámi je aktuální vydání pravidelného přehledu těch nejzajímavějších událostí, které přineslo uplynulých sedm dní. V hlavním tématu se tentokrát podrobněji podíváme na dynamiku antarktických ledovců, strojové učení a družice Sentinel. Co z tohoto mixu plyne, se dozvíte na začátku Kosmotýdeníku. Budeme se věnovat také už třetímu a čtvrtému čínskému startu v letošním roce, či jaké vědecké přístroje by mohla nést česká družice Slavia. Přeji vám dobré čtení a pěknou neděli.

Algoritmy a Sentinely pomáhají poznat ledovce

Umístění ledovce Thwaites na antarktickém kontinentu
Zdroj: https://www.esa.int/

Tento příběh je pro lidi z České republiky mírně exotický, ale o to zajímavější. Na březích Antarktidy leží mnoho ledovců, které klouzají z ledového kontinentu do moře a zde tají. Globální změna klimatu chování těchto ledovců změnila a posledních třicet let jejich úbytek ještě akceleruje, popřípadě se systémy ledovců destabilizují. Jedním z nich je i Thwaitesův ledovec, který je zajímavý tím, že jeho kolaps a uvolnění mas ledu, které zadržuje, by byl schopný zvýšit během pár desítek let hladinu oceánu až o 60 centimetrů. A to je jen jeden ledovec. Výzkum ledovců je však poměrně složitý obor. Když se v roce 2001 zjistilo, že tento konkrétní ledovec ubývá až o 1 kilometr ročně, snažili se vědci i za použití družic predikovat další vývoj. Od té doby poznání pokročilo, ale zodpovězení některých otázek vedlo k otevření jiných. Rychlost pohybu ledovců a následného tání je složitější, než se může zdát. Krom okolní teploty se na pohybu podílí také reliéf podloží, fakt, zda se pod dnem nacházejí vývěry horkých vod a u těchto mořských ledovců je pak důležitá ještě linie, kde ledovec opouští dno a stává se z něj plovoucí ledovec. Tento konec ledovce samozřejmě taje rychleji a čím rychleji taje, tím rychlejší posun celé masy ledu se děje za ním. Do tohoto komplexního prostředí pak vstupuje ještě tvorba prasklin a trhlin, které samozřejmě mění dynamiku tání i rychlost pohybu. A čím více trhlin, tím rychlejší odtávání a také vyšší nepředvídatelnost dalšího pohybu. Zkrátka a dobře, pro pochopení takto komplexního procesu přišla ESA s velkým pomocníkem – strojovým učením.

Sentinel 1 se svým radarem
Zdroj: https://www.esa.int/

Vědecký tým vyvinul novou techniku strojového učení, která využívá radarové snímky z evropské družice programu Copernicus – Sentinel-1 a odhaluje, jak je ledovec Thwaites v západní Antarktidě poškozován svým vlastním pohybem ze středu kontinentu k pobřeží. Při této cestě se roztahuje a smršťuje, což se projevuje na jeho integritě. Schopnost sledovat trhliny a praskliny v ledu pod nadložním sněhem je klíčová pro lepší předpověď dalších osudů podobných ledovců.

Článek publikovaný v časopise Nature Geoscience popisuje, jak ESA díky vývoji družic Copernicus Sentinel-1 a rutinnímu snímkování pobřeží Antarktidy radary se syntetickou aperturou ve spojení s novým algoritmem umělé inteligence, získala glaciologický nástroj se schopností předpovídat další vývoj. Sledují se trhliny, které, pokud se zvětšují, napovídají o velkém pnutí v mase ledu. Toto nové využití strojového učení umožní vědcům přesněji sledovat a modelovat změny tohoto ledovce. Výzkum se zaměřil na část ledovcového systému, kde led vtéká do moře a začíná plavat – bod známý jako linie dna. Tvoří začátek východního ledovcového šelfu Thwaites a západního ledovcového jazyka Thwaites, který je rovněž ledovcovým šelfem. Přestože jsou šelfové ledovce v porovnání s velikostí celého ledovce malé, jejich změny by mohly mít rozsáhlé důsledky pro celý ledovcový systém a budoucí zvyšování hladiny moře. Vědci chtěli zjistit, zda je pravděpodobnější, že při změnách rychlosti proudění ledu dojde k tvorbě trhlin nebo prasklin v ledovci. Pomocí strojového učení naučili výzkumníci počítač, aby se podíval na radarové snímky z družice Sentinel-1 a identifikoval změny za posledních deset let.

Plovoucí část ledovce a stav, kdy její přední část se aktuálně opírá o skalní hřbet v příbřežním moři
Zdroj: https://news.climate.columbia.edu/

Analýza odhalila, že za posledních šest let se Thwaitesův ledovec dvakrát zrychlil a dvakrát zpomalil, pokaždé přibližně o 40 % – ze 4 km za rok na 6 km za rok, než se zase opět zpomalil. Ve srovnání s minulými záznamy se jedná o podstatný nárůst velikosti a četnosti změn rychlosti. Studie zjistila složitou souhru mezi tvorbou trhlin a rychlostí toku ledu. Když se tok ledu zrychluje nebo zpomaluje, je pravděpodobné, že se vytvoří více trhlin. Nárůst počtu trhlin zase způsobuje změnu rychlosti ledu, protože se mění tření mezi ledem a podložní horninou. Dle podoby trhlin, mohou tyto trhliny rychlost pohybu ledovce zpomalit. U tohoto konkrétního ledovce je ještě specifické vhodné uspořádání dna šelfového moře. V této příbřežní oblasti se nachází pohoří, které v posledních letech pomohlo ke stabilizaci toku ledovce, jelikož se o něj ledovec opírá a díky tomu se posouvá pomaleji a stabilněji. Nicméně mezi tímto pohořím a místem, kde se ledovec zvedá nad mořské dno, se nachází oblast teplejší vody (2 stupně Celsia), která pomáhá odtávání v této střední části. Někteří se proto bojí rozpadu ledovce a následnému rychlému posunu a jeho destrukci. K poznání toho, zda to přijde a v jakém rozsahu, je potřeba mít přesné modely pohybu této masy ledu.

Dr. Anna Hogg, glacioložka z univerzity v Leedsu, řekla: „Tradičně se předpokládá, že dynamické změny na ledovcových šelfech probíhají v časovém měřítku desítek až stovek let, takže bylo překvapivé pozorovat, jak tento obrovský ledovec zrychluje a zpomaluje tak rychle. Studie také ukazuje, jak klíčovou roli hrají zlomy a trhliny při uvolňování toku ledu. Modely ledovcových příkrovů se musí vyvíjet tak, aby zohledňovaly skutečnost, že se led může lámat, což nám umožní přesněji měřit budoucí přírůstky k hladině moře.“

Trystan Surawy-Stepney, hlavní autor článku a doktorand na univerzitě v Leedsu, dodal: „Na této studii je hezké, s jakou přesností byly trhliny zmapovány. Již delší dobu je známo, že trhliny jsou důležitou součástí dynamiky ledových šelfů, a tato studie ukazuje, že tuto souvislost lze studovat ve velkém měřítku s velkým rozlišením pomocí technik počítačového učení aplikovaných na dostatečný soubor družicových snímků pořizovaných každý týden.“

Sledování trhlin a následného rozlámání ledovce na konci jeho cesty může pomoc s předpovědí dalšího vývoje ledovců
Zdroj: https://www.esa.int/

Kosmický přehled týdne:

Během tohoto týdne vypustila Čína další dvě kosmické mise, což znamená, že jen během prvních pár dnů roku 2023 vypustila tato země už čtyři kosmické rakety. Ve čtvrtek odstartovala raketa CZ-2C a na geostacionární dráhu vynesla družici APStar-6E. AP je zkratka pro „Asia-Pacific“, jelikož jsou takto označené družice určeny k poskytování širokopásmových komunikačních služeb s vysokou propustností nad jihovýchodní Asií. Družice je založena na sběrnici DFH-3E, která byla vyvinuta Čínskou akademií kosmických technologií (CAST). Družice má celkovou suchou hmotnost přibližně 2 090 kg. Dle použitého horního stupně při tomto startu, se dá předpokládat, že celková hmotnost vynášeného nákladu je přibližně 4,3 tuny. Předpokládaná životnost je přibližně 15 let.

Start rakety CZ-2C
Zdroj: https://www.nasaspaceflight.com

Druhým startem tohoto týdne byl ten, při kterém byla vynesena družice Yaogan a dvě družice Shiyan. Start proběhl v pátek v 08:00 SEČ. Cílovou dráhou pro tyto družice byla nízká oběžná dráha Země. Družice Yaogan jsou družice dálkového průzkumu Země. Jedná se o utajované vojenské náklady s širokou škálou sledovacích, špionážních a bezpečnostních účelů. Oficiálním cílem tohoto nákladu jsou „ověřovací testy nových technologií na oběžné dráze, jako je monitorování kosmického prostředí“, což Čína často používá jako obecný popis utajovaných družic. U Yaogan-37 nebyly uvedeny žádné další podrobnosti o hmotnosti a velikosti.

ŘÍP-2, HANKA, VESNA? Tyto zkratky jsou názvy tří vědeckých přístrojů na palubě navrhované české družice Slavia! Fotografii z konference o českých ambiciózních kosmických misích nám zaslal Ondřej Rohlík z ministerstva dopravy. Na snímku je zachycena prezentace Martina Feruse, českého fyzikálního chemika zabývajícího se výzkumem a popularizací v oblasti spektroskopie, astrochemie a chemie plazmatu o vysoké hustotě energie. Na snímku je čitelné i zaměření těchto tří přístrojů.

Jaké přístroje by mohla nést česká družice SLAVIA?
Zdroj: Ondřej Rohlík

Přehled z Kosmonautixu:

Jako každý týden i tentokrát zde najdete přehled všech článků, které jsme v uplynulých sedmi dnech vydali na webu Kosmonautix. Vydáváme minimálně dva články o kosmonautice denně, pojďme si je připomenout. Týden jsme načali Živě a česky komentovaným přenosem ze startu rakety Falcon 9 s družicemi konstelace OneWeb. V pondělí vyšel další souhrnný článek o aktuálních aktivitách vozítka Perseverance a vrtulníčku Ingenuity na Marsu. V úterý pak tradičně vyšel další díl seriálu, který se zabývá prvním pilotovaným programem Vostok. Tento týden jsme měli i jeden problematický start, který se stále odkládal. Kvůli dodatečným kontrolám prvního stupně Falconu 9 jsme několikrát čekali (a ještě čekáme) na další let s družicemi Starlink. Mohli jsme se dočkat prvního orbitálního startu ze západní Evropy, nicméně nosič LauncherOne nakonec selhal. Ruská strana oznámila, jak naloží s poškozeným Sojuzem MS-22. Ten nakonec odletí bez posádky a stejně tak bez posádky zamíří k ISS jiný Sojuz, který odveze kosmonauty, kteří měli odletět s poškozenou lodí. V dalším z delších článků jsme se pokusili odpovědět na otázku, zda dalekohled Jamese Webba vyvrátil teorii velkého třesku. Na severu Velké Británie vznikla první orbitální rampa. V pěkném videu jsme se podívali na to, jak rostla. Česká družice VZLÚSAT-2 je na oběžné dráze už rok a její tým se nyní pochlubil prvními snímky. Sledovali jsme také cestu adaptéru LVSA rakety SLS pro misi Artemis III do Marshallova střediska. Zatím nejnovější česká družice BDSat-2 je na oběžné dráze necelý měsíc a tak jsme se na tuto dvanáctou českou družici podívali podrobněji. Sobotní noc pak patřila prvnímu letošnímu pokusu o start druhé nejsilnější rakety současnosti – Falconu Heavy, který měl vynášet náklad pro americké námořnictvo. Start byl nakonec o 24 hodin odložen.

Snímek týdne:

Třináctého ledna oslavila česká družice VZLUSAT-2 rok na oběžné dráze. Družice, která testuje řadu technologií, které by se daly využít na budoucích větších a komplexnějších družicích, oslavila výročí stylově. Tým zveřejnil snímky, které pořídila palubní kamera. Mezi nimi byl i snímek Prahy s ikonickým ohybem Vltavy a viditelným letištěm Václava Havla.

Snímek Prahy pořízený českou družicí VZLUSAT-2
Zdroj: https://scontent.fprg4-1.fna.fbcdn.net/

Video týdne:

Společnost ABL se pokusila o start jejich nového nosiče RS-1, nicméně krátce po startu došlo k vypnutí všech devíti motorů a nosič se i s plnými nádržemi paliva zřítil na startovní rampu. Video ze samotného výbuchu není veřejné, ale Scott Manley nabízí perfektní analýzu známých skutečností selhání.