Tma zvítězila nad světlem a v oblasti dosednutí sondy Čandraján-3 začala lunární noc. To znamenalo jediné. Skončila hlavní fáze mise Čandraján-3. Není ovšem vyloučeno, že se podaří navázat spojení s vozítkem nebo sestupovým modulem i po uplynutí „doby temna“. Vše bude záležet na tom, jak se podaří přečkat krutou noc trvající přibližně 14 dnů. Je na čase se za misí ohlédnout a podívat se na některé dostupné výsledky a data. Nevyhneme se ani historii, protože pro pochopení kontextu je zkrátka klíčová. Historický okamžik nastal 23. srpna 2023, kdy Čandraján-3 úspěšně přistál na Měsíci. A to ve velmi zajímavé lokalitě. Je to totiž první sonda, která se dostala nejblíže k jižnímu pólu Měsíce. Jen o pár dní dříve se o to samé chtěla pokusit i ruská Luna-25, ale bohužel pokus nevyšel a sonda se roztříštila o povrch. Měla se přitom pokusit dosednout v podobné oblasti, asi jen 120 km od zamýšleného místa přistání Čandraján-3. Co vše se tedy již podařilo a jak si mise Čandraján-3 zatím vede? Vezměme to hezky od začátku.

Význam „měkkých“ přistání

Vesmírné mise byly často zdrojem nesmírné národní hrdosti pro státy po celém světě a Indie není výjimkou. Když země v roce 1975 úspěšně vypustila svou první družici Aryabhata (Arjabhata), znamenalo to významný milník v technologické zdatnosti. Vypuštění sondy Čandraján-1 v roce 2008 bylo dalším monumentálním úspěchem, protože Indie se stala teprve čtvrtou zemí, která dosáhla oběžné dráhy Měsíce. Poté následovala sonda MOM, která navštívila Mars na první pokus a pracovala mnohem déle, než bylo původně v plánu a přinesla zajímavé výsledky. Tyto nesporné úspěchy nejen dodávají emocionální spojení, ale také ukazují oddanost Indie vědeckému a technologickému pokroku, což vštěpuje pocit hrdosti tamnímu obyvatelstvu.

Abychom plně pochopili význam úspěšného přistání sondy Čandraján-3, musíme pochopit obrovskou výzvu, kterou taková mise představuje. Měkká přistání na nebeských tělesech jsou často označována za „x minut hrůzy“. Za x si stačí dosadit počet minut potřebných k úspěšnému dosednutí na povrchu daného tělesa. Tento termín shrnuje přesné načasování a provedení úkonů potřebných k bezpečné navigaci vedoucích k úspěšnému dosednutí na povrchu. Měsíc přesně takovou výzvou je. Stačí se podívat do statistik. Více strojům se přistání nepovedlo než povedlo. Nejde o jednoduchou věc. Zvládnout něco takového vyžaduje schopnosti a potřebnou technologii. Jen pro ilustraci, před startem podstoupila raketa pro Čandraján-3 více než 3 000 testů v aerodynamickém tunelu v Bengalúru. Toto přísné testování jen podtrhuje odhodlání Indie zajistit úspěch mise.

Před indickým přistáním dosáhly tohoto pozoruhodného výsledku pouze tři státy – Sovětský svaz, Spojené státy a Čína. Úspěšné přistání znamená zvládnutí této komplexní disciplíny Indií a otevírá dveře do světa možností. Úspěchy dosažené v rámci této mise mají i potenciál zlepšit diplomatické vztahy. Dosažený výsledek ve vesmírných misích totiž často překračuje politické hranice a vytváří příležitosti pro pozitivní interakce a vzájemný respekt mezi zeměmi.

Měsíc nemá žádnou atmosféru a i když leží relativně nedaleko, tak přistání na jeho povrchu je složitá operace. Orbitální mechanika je neúprosná a je třeba se vypořádat s mnoha nástrahami. Nejdříve je třeba těleso dostatečně urychlit na cestu k Měsíci a poté zase zbrzdit a navést na kolizní kurz přesně do vypočítaného místa. Narůstající vliv gravitace Měsíce má však tendenci těleso zrychlovat, proto je nutné precizní řízení sestupu, pokud má dojít k úspěšnému přistání v jednom kuse. Čandraján-3 si navíc k přistání vybral nepřívětivou oblast. Okolí jižního pólu je totiž poseto velkým množstvím všemožných kráterů a skal a přistání zde je těžší, než v oblastech měsíčních moří. Tato složitá topografie není jen překážkou. Je to výzva k posunutí hranic možného.

Jižní, nikoli polární přistání 

Automat ISRO triumfálně přistál na Měsíci, čímž se Indie stala teprve čtvrtou zemí, které se podařilo měkké přistání na lunárním povrchu. Bohužel většina mediálních publikací po celém světě a mnoho vlivných sociálních médií, včetně ISRO, propagovalo výpravu Čandraján-3 jako první misi, která přistane na jižním pólu Měsíce. To je samozřejmě nesprávné. Podmínky jedinečné pro polární oblasti, zejména pokud jde o relativně velké zásoby vodního ledu v kráterech v trvale zastíněných oblastech, jsou relevantní pouze od 80° selenografické šířky, a ne okolo 70° selenografické šířky, kde Čandraján-3 přistál. Pravdou ovšem zůstává, že Čandraján-3 má k jižnímu pólu Měsíce blíže než jakákoliv jiná dosavadní lunární mise.

Mapa ukazuje přesné místo přistání modulu Čandraján-3 v levé části modrý bod poblíž kráteru Manzinus U. V pravé části je vidět místo přistání modré a červené plánované místo. Odchylka byla jen 350 m. Obrázek: Karel Zvoník/LROC Quickmap

Není ovšem důvod být zklamaný nebo smutný. Cílová oblast je totiž také zajímavá. Jedná se o vůbec první povrchový průzkum blízké polární oblasti ve vysokých zeměpisných šířkách. Podmínky, které v této oblasti panují jsou specifické a odrazily se v návrhu zařízení. Konečná poloha je 69,37° jižní selenografické šířky, 32,32° východní selenografické délky. Odchylka je jen 350 metrů od vytipovaného místa, které leželo v cílové přistávací oblasti o velikosti 4 × 2,5 kilometrů. Modul Vikram klesal k povrchu asi 19 minut a v poslední fázi si dokonce vybral sám lepší a vhodnější místo pro přistání. Patrné to bylo, když se v řídicím středisku na obrazovce objevil nápis RE-TARGET. Byl to Rinku Agrawal z ISRO-SAC, který vedl tým, který vyvinul procesní jednotku systému detekce a vyhýbání se nebezpečí.

Ředitel S. Somanath po přistání uvedl, že probíhalo tak dobře, že laserový dopplerovský rychloměr (LDV), který ISRO přidalo pro redundantní měření rychlosti, nakonec nebyl vůbec využit. Zde je časosběrné video sestupu na povrch z jedné z kamer na modulu Vikram.

Here is how the Lander Imager Camera captured the moon's image just prior to touchdown. pic.twitter.com/PseUAxAB6G

— ISRO (@isro) August 24, 2023

Přistání sondy Čandraján-3 bylo hladké, s vertikální rychlostí 0,983 metru za sekundu, což bylo výrazně méně než maximální horní hranice 2 metry za sekundu. Celý sestup probíhal samozřejmě v autonomním režimu. Vikram tedy měl za úkol snížit svou vysokou rychlost až na nulu. K tomu potřeboval řídit zážehy svých motorů na základě nepřetržitého měření vzdálenosti, rychlosti a orientace. ISRO zabudovalo do Čandrajánu-3 mnohem více redundantních systémů a pojistek, než tomu bylo u předešlé mise. Na palubě bylo také více paliva a lepší naváděcí, navigační a řídicí systém, aby opravil případné odchylky od zamýšlených drah. Celkově došlo k vylepšení 21 subsystémů. Tyto změny byly posíleny četnými pozemními testy na bázi simulací shozů modulu a simulace systému za letu v helikoptéře.

Místo přistání na přivrácené straně Měsíce leží přes 600 km daleko od jižního pólu. Obrázek: Karel Zvonik/LROC Quickmap

Je zřejmé, že tato vylepšení vyvrcholila tím, že Čandraján-3 přistál na Měsíci. Tento úspěch nebyl samozřejmostí, zvláště když vezmeme v úvahu, že čtyři z předchozích šesti pokusů o přistání na Měsíci v posledních pěti letech selhaly. K poslednímu selhání došlo 19. srpna, kdy ruská sonda Luna-25 vinou delší doby hoření motorů narazila do Měsíce. Budiž nám připomínkou, že dostat se na měsíční povrch v jednom kuse, zůstává stále riskantní.

Ruská sonda Luna-25 se tak připojuje k troskám lunárních misí Beresheet izraelské společnosti SpaceIL, Čandraján-2 a Hakuto-R soukromé japonské firmy ispace. Zatímco Čandraján-3 následoval výsledky čínských přistávacích modulů Čchang-e 4 a Čchang’e 5, což jsou jediné další úspěchy z nedávné doby.

Jak Čandraján-3 přistál na Měsíci?

Přibližně 19 minut dlouhý sestup byl rozdělen na čtyři hlavní fáze. První, fáze Hrubé brždění, začala, když byla sonda 30 kilometrů nad povrchem Měsíce na oběžné dráze asi 750 kilometrů od místa přistání. Zážeh všech čtyř hlavních motorů o tahu 800 N trval 12 minut. Sonda přitom klesla do výšky 7 kilometrů nad povrchem a snížila svou vysokou horizontální rychlost asi o 80 procent.

Následovala krátká, ale klíčová desetisekundová fáze Udržení polohy, ve které se přistávací modul Vikram stabilizoval pomocí svých osmi menších navigačních trysek, aby získal trvalý výhled na rýsující se měsíční povrch pro přistávací senzory. Stojí za to uvést, že právě v této fázi selhala předešlá mise Čandraján-2.

Při měření výšky se Čandraján-3 spoléhal na dva výškoměry, jeden měřil pomocí laseru a druhý pomocí mikrovln. Laserové výškoměry jsou běžně používány pro sestupová tělesa, ale mohou občas hlásit anomální výšky, pokud, řekněme, přistávací modul prochází nad hornatým terénem nebo velkými krátery. Stačí vzpomenout na misi firmy ispace. Širší pole mikrovlnného výškoměru umožnilo sondě Čandraján-3 lépe vyhodnocovat náhlé změny výšky nad terénem.

Po náročné fázi Udržení polohy vstoupila sonda do tříminutové fáze Jemného brzdění, ve které byly použity pouze dva ze čtyř hlavních motorů k sestupu až do výšky zhruba 850 metrů nad lunárním povrchem. V této fázi se modul krátce vznášel bez sestupu. Tato pauza dala přistávacímu modulu šanci pořídit snímky povrchu a porovnat je s předinstalovanými družicovými snímky na palubě, aby zjistil, zda je skutečně nad požadovanou oblastí přistání. Vědci a inženýři ISRO cílovou oblast o rozměrech 4 × 2,5 kilometru rozdělili celkově do 3 900 stejně velkých podsekcí, pečlivě vyhodnotili úroveň bezpečnosti každé z nich pro přistání a nahráli informace do přistávacího modulu jako referenční informace. Pokud by se modul ocitl jinde, přistoupil by k autonomnímu přistání založenému na vlastních identifikovaných nebezpečích, namísto předem naprogramovaného přistání založeného na podsekcích.

V poslední, čtvrté fázi, Závěrečný sestup, modul klesl do výšky asi 150 metrů nad povrch a pak se opět vznášel asi půl minuty, aby vyhodnotil oblast pod ním pro bezpečné přistání. V tomto bodě, protože povrch přímo pod přistávacím modulem nevypadal bezpečně, začal vyhledávat bezpečnější oblast a odchýlil se, aby následně měkce dosedl. Senzory na přistávacích nohách při kontaktu vypnuly hlavní motory. Rozhodování na základě údajů bylo tentokrát mnohem rychlejší, než v případě předešlé mise Čandraján-2.

Sestupový profil modulu Vikram. Obrázek: wikipedia/překlad: Karel Zvoník

Jako první dokázala na našem sousedovi přistát Luna-9. Nesporným vrcholem měsíčního průzkumu byl program Apollo, na který se bohužel nepodařilo dále navázat. Rok od roku však zájem o Lunu stoupá. Nejambicióznější je program Artemis, který v rámci mezinárodní spolupráce slibuje návrat člověka na Měsíc, ale tentokrát už má být trvalý. Mise jako je tato mají ambice nabídnout potřebná data pro budoucí průzkum. Už jen samotné přistání je obrovský úspěch. Ostatně byl to jeden z klíčových cílů celé mise Čandraján-3.

Trojice hlavních cílů

Agentura ISRO ještě před startem zveřejnila hlavní cíle mise a nutno dodat, že všechny plánované úkoly byly splněny a cíle naplněny. Hlavní cíle byly:

1. Měkké a bezpečné přistání na Měsíci: Čandraján-3 posloužil jako testovací platforma pro bezpečná přistání na Měsíci. Tento úspěch nejen demonstruje technickou zdatnost Indie, ale také připravuje cestu pro budoucí a komplexnější mise průzkumu Měsíce. Výsledkem může být i pilotované přistání na povrchu v budoucnu.
2. Schopnost pohybu po Měsíci: Zahrnutí roveru do této mise umožňuje ověření schopnosti pohybu po měsíčním povrchu. Tato schopnost je nezbytná a klíčová pro zkoumání různých oblastí Měsíce. To zlepšuje naše chápání geologie a dostupných zdrojů. Výzkum je nezbytný k založení základny a využívání tamních zdrojů.
3. Vědecký výzkum na místě: Čandraján-3 ovšem není jen mise „touch-and-go“. Sestava byla vybavena vlastním vědeckým vybavením k provádění vědeckého výzkumu na místě, potenciálně odhalujícího tajemství o složení, historii a zdrojích Měsíce. Na oběžné dráze pak zůstal pohonný modul s jedním přístrojem.

Výsledky z roveru

Vozítko Pragján (Pragyan) je vybaveno dvěma klíčovými přístroji: rentgenovým spektrometrem alfa částic Alpha Particle X-ray Spectrometer (APXS), který umí určit elementární složení (hořčík, hliník, křemík, draslík, vápník, titan, železo atd.) měsíční půdy a hornin kolem místa přistání. Druhým přístrojem je LASER Induced Breakdown Spectroscope (LIBS): Laserem indukovaný rozkladný spektroskop pro kvalitativní a kvantitativní analýzu prvků přítomných na Měsíci. Dokáže určit chemické prvky přítomné v regolitu a horninách na měsíčním povrchu. Oba přístroje fungovaly a hned první veřejné výsledky jsou zajímavé.

Den přistání: 23. srpna ve 12:33 UTC přistál indický přistávací modul Čandraján-3 na Měsíci poblíž oblasti jižního pólu na 69,37 ° jižní selenografické šířky a 32,32 ° východní selenografické délky. Již pár hodin po přistání došlo k odklopení rampy a sjezdu vozítka na povrch.

🚨 ISRO has shared an amazing video of Chandrayaan-3 rover coming out of the lander and walking on the lunar surface. 😍pic.twitter.com/5k6SnrRr1L

— OSINT Updates (@OsintUpdates) August 25, 2023

Sjezd byl zahájen přibližně 7 h a 26 m po přistání. Solární panel roveru byl plně rozvinutý již 5 h a 37 m po přistání. (Časy jsou pouze přibližné, protože oficiální data nebyla zveřejněna. Časy jsem odhadl z dostupných informací a zveřejněných zpráv). Operace byly kvůli komplikacím s komunikací drobně opožděny oproti původnímu plánu. V kolik hodin přesně se vozítko dotklo povrchu, není známo. Po sjezdu byl rover plně nabit a k pohybu došlo až následující den.

Den první: 24. srpna 2023 byl zahájen přesun roveru a zapnutí přístrojů. Vozítko první den ujelo až 8 metrů a došlo k ověření vědeckých přístrojů na palubě a proběhlo na první měření.

Den druhý: Vozítko Pragján dosud urazilo 12 metrů. Mělo dojít k otočení, tak aby bylo možné pořídit snímek přistávacího modulu Vikram. Nakonec dostala přednost věda. Byla zveřejněna dvě videa z pohybu vozítka po povrchu. Druhé také s animací operací po přistání spolu s autentickými záběry. Došlo k plnému dobití baterie.

Video 1

Chandrayaan-3 Mission:
🔍What's new here?

Pragyan rover roams in pursuit of lunar secrets at the South Pole! 🌗 pic.twitter.com/pCXlkcuTve

— ISRO (@isro) August 26, 2023

Video 2

Den třetí: 26. srpna 2023 byly pořízeny snímky modulu Vikram. Došlo k otočení vozítko o 180 stupňů o den později. Vzhledem k tomu, že rover má menší baterii, mohlo dojít k vybití energie. Po otočení totiž dostával solární panel méně slunečního světla. Proto rover nejprve dokončil všechny experimenty na místě a odeslal data před zahájením otočky kvůli lepší kvalitě snímků.

Den čtvrtý: Další zveřejněné informace odhalily, že rover se pohybuje v intervalech po 5 metrech na každý příkaz. Pozemní tým pečlivě plánuje trasu pomocí dat z kamer Navcam v přední častí. Cílem je navigace terénem tak, aby každý den rover urazil přibližně 30 metrů. Tým doufal, že do konce mise tak urazí 300 až 400 m.

První zveřejněné snímky z roveru byly pořízeny tento den. Je na nich patrný větší kráter o průměru 4 metry ležící 3 metry před vozítkem. Roveru bylo přikázáno, aby se vrátil zpět. Snímky byly pořízeny 27. srpna 2023.

První zveřejněné snímky z roveru. Vlevo patrný kráter kvůli kterému se vozítko vracelo o kousek zpět. Obrázek ISRO/ úprava Karel Zvoník

Rover hledal hydroxylové skupiny molekul v malých kráterech jízdou nad nimi. Rychlost přenosu dat byla menší, než se čekalo. Přetrvávají obtíže s komunikací. Nebyla k dispozici pozemní stanice Goldstone JPL sítě DSN.

Jinak vše funguje, jak bylo navrženo.

Graf z dat přístroje LIBS, který odhalil přítomnost síry. Obrázek: ISRO

Den pátý: Zveřejněny byly první výsledky z přístroje LIBS na palubě vozítka. Zajímavá je přítomnost síry na měsíčním povrchu potvrzena měřením tohoto přístroje. Předběžné analýzy naznačují přítomnost hliníku, síry, vápníku, železa, chromu a titanu na měsíčním povrchu v oblasti. Další měření odhalila přítomnost manganu, křemíku a kyslíku. Probíhá důkladné vyšetřování přítomnosti vodíku.

Teď na chvilku odbočíme a vysvětlíme si, proč je potvrzení síry na Měsíci tak zajímavé. Těkavé složky, jako je molekulární kyslík, dusík, voda a uhlovodíky jsou na Měsíci vzácné. Nepřítomnost těchto látek je jedním z problémů, které oddalují stavbu základen a komplexnější průzkum Měsíce lidmi. Lehké sloučeniny prvků od vodíku po kyslík jsou nezbytně důležité pro život, jak ho známe. Mnohé z těchto prvků jsou nezbytné a hraji klíčovou roli pro výrobu paliv, rozpouštědel a průmyslových chemikálií. Na Zemi se staly nezbytností.

Při troše fantazie nemusí být absence některých prvků tak chmurná. Život ve vesmíru bude vyžadovat adaptaci, ale také se otevírá příležitost k přehodnocení způsobů, jakými žijeme a využíváme dostupné zdroje. Právě síra na Měsíci může být uspokojivou náhradou lehčích těkavých prvků a jejich sloučenin v některých aplikacích. Výzkum v tomto směru může dokonce otevřít nové možnosti. Síra by mohla být v kombinaci se sodíkem zdrojem elektrické energie. Respektive by sodíkovo-sírové baterie mohly sloužit ke skladování elektrické energie. A síra by mohla být využita na Měsíci i pro výrobu raketového paliva (na bázi kapalné síry a kyslíku). Specifický impuls (Isp) by mohl být až 300 s. Síra má však mnohá další využití včetně zdravotnictví a zemědělství a je důležitá pro život jako takový.  Síra má potenciál poskytnout stejně významný zdroj energie, jako je uhlí a ropa na Zemi. Může mít i podobný dopad na rozvoj tamního průmyslu. Pozornost si tak jistě zaslouží. 

Osobně však pochybuji, že rover našel elementární síru. Mnohem běžnější jsou minerály s obsahem síry. Nicméně by to mohlo znamenat, že je tento prvek v regolitu běžnější, než jsme si doposud mysleli, což je významná zpráva.

Den šestý: ISRO zveřejňuje video, na kterém je vidět činnost přístroje APXS. Video je značně zrychlené. Přístroj provádí měření o délce 4-5 hodin. Přístroj ozařuje povrch rentgenovým zářením a dostává zpět informace o složení regolitu. Aktivace přístroje je patrná jeho vyklopením o 90 stupňů nad regolit.

Rover byl také zachycen kamerou na modulu Vikram, jak hledá správnou cestu, kterou se vydat dál. Mise se dočkala světové pozornosti. Žádná jiná indická mise jí doposud tolik neměla.

Chandrayaan-3 Mission:
The rover was rotated in search of a safe route. The rotation was captured by a Lander Imager Camera.

It feels as though a child is playfully frolicking in the yards of Chandamama, while the mother watches affectionately.
Isn't it?🙂 pic.twitter.com/w5FwFZzDMp

— ISRO (@isro) August 31, 2023

Měsíční vozítko s označeným spektrometru APXS v odklopeném stavu. Druhá šipka ukazuje kalibrační terčík přístroje. Obrázek: www.prl.res.in

Den sedmý: Také druhý přístroj (APXS) na vozítku potvrzuje přítomnost síry. Podrobná vědecká analýza těchto pozorování nadále probíhá. Jen pro zajímavost, přístroj obsahuje radioaktivní izotop curium-244 a sehnat ho není vůbec jednoduché. Pro přístroj APXS byl ovšem klíčový. Sehnat ho lze pouze v Rusku. Nákup začal v roce 2010 a trval asi 7 let! Povedl se také snímek, na který se čekalo. Ze vzdálenosti 15 m vozítko vyfotilo modul Vikram. Na snímku je dobře patrná dvojice přístroje. Seismometr ILAS a tepelná sonda ChaSte. Později vyšly i kolorované verze stejného snímku. Ve všech případech však šlo o neoficiální verze, na kterých ovšem vynikly některé detaily. Agentura ISRO později vydala snímek i ve 3D provedení. Respektive ve verzi anaglyfového stereoobrázku. V tomto 3kanálovém obrazu je levý obraz umístěn v červeném kanálu, zatímco pravý obraz je umístěn v modrém a zeleném kanálu (dohromady vytváří azurovou barvu). Rozdíl v perspektivě mezi těmito dvěma obrazy má za následek stereoskopický efekt, který dává vizuální dojem tří rozměrů. K plnému efektu jsou třeba k tomu určené brýle. Červený filtr patří na levé a světle modrý na pravé oko. Brýle se dají běžně sehnat a nebo i vyrobit.

3D verze snímku landru Vikram na Měsíci pořízený z vozítka stojícího 15 m od něj. Obrázek: ISRO

Den osmý: Vozítko do této chvíle ujelo asi 65 až 70 m. Původní očekávání bylo, že se přesune asi o 30 metrů denně. V jednom naplánovaném kroku se posune rover o pět metrů a v plánu bylo uskutečnit šest operací denně. Tým však nebyl schopen toto realizovat. Vinou z velké části byla pomalejší a horší komunikace, než se očekávalo, což opět otevřelo v Indii diskusi o vybudování lepší pozemní stanice na příjem dat. Tým se tedy více než na pohyb zaměřil na samotnou vědu a následné odesílání dat zpět na Zem tak, aby bylo nashromážděno co nejvíce informací. Konec hlavní mise byl naplánován na večer 3. září. Podle ISRO jinak vše funguje nadále velmi dobře.

Putování vozítka po povrchu od 23 do 30. srpna. Obrázek: Phil Stooke/Karel Zvoník

Den devátý: Pragján ujel okolo 100 m. Konkrétně 101,4 m. Zároveň jde o poslední den aktivity vozítka. Rover odeslal poslední data na modul Vikram a oba přístroje byly vypnuty. Baterie byla plně dobita. Solární panel je orientován tak, aby přijímal světlo při příštím východu slunce, který se očekává okolo 22. září 2023, tedy už tento pátek. Přijímač je ponechán zapnutý, rover je uložen ke spánku. Pokud se probuzení nepodaří, bude vozítko ponecháno svému osudu. Navždy bude připomínkou indického úspěchu podobně jako mise Mars Pathfinder a Sojouner určená k prvním krůčkům agentury NASA na Marsu.

Výsledky modulu Vikram

Lander Vikram je vybaven čtyřmi hlavními vědeckými přístroji. Prvním z nich je seismometr ILSA, který lze nalézt na rampě pro vyjetí vozítka. Po rozložení byl přístroj spuštěn na povrch a ISRO byla schopna ho později zase složit a opět rozložit, k této události se ještě vrátíme. Dalším přístrojem je tepelná sonda ChaSTE jejíž součástí je menší vrták schopný zavrtat se asi 10 cm pod povrch. Tento přístroj šlo následně také složit. Nachází se na výklopném ramenu. Další přístroj je nepohyblivý a je pevnou součástí landeru. Jde o koutový odražeč LRA, který zajistila NASA. Poslední přístroj je vyklopitelná anténa Langmuirovy sondy RAMBHA.

Den přistání: Lander Vikram přistál 23. srpna 2023 ve 12:13:50 UTC. Sestup na povrch trval 19 minut a 53 sekund. (Pro puntičkáře přidám i milisekundy: 573 ms). Rampa byla vyklopena asi 3 h a 28 m po přistání. Došlo také ke spuštění seismometru ILSA na povrch.

Den první: Tři ze čtyř přístrojů na modulu byly zapnuty, konkrétně ChaSTE, RAMBHA, ILSA. Bylo zveřejněno video z vyklopení dvousegmentové rampy.

Video:

Video of deployment of the ramp followed by Pragyan's solar panel! 🎥#Chandrayaan3 #ISROpic.twitter.com/FDshLvjDce

— ISRO Spaceflight (@ISROSpaceflight) August 25, 2023

Den druhý: ISRO zveřejnilo 3 snímky. Dva z nich byly zachyceny jednou z bočních kamer modulu Vikram. Třetí byla zachycena sondou Čandraján-2 z oběžné dráhy a ukazuje modul v místě přistání, které bylo pojmenováno Bod Šiva Šakti (Shiva Shakti Point). Šiva v hinduismu symbolizuje vědomí, mužský princip a Šakti symbolizuje ženský princip, aktivační sílu a energii. Bylo také oznámeno, že 23. srpna bude v Indii oslavován jako Mezinárodní kosmický den.

První výsledky z přístroje ChaSTE ukazují rozdílné teploty nad povrchem a pod ním. Obrázek: ISRO

Den třetí, čtvrtý a pátý: Byly zveřejněny první výsledky z tepelné sondy ChaSTE, což je v podstatě speciální „vrták“ schopný zavrtat, respektive vtlačit se, pod povrch přibližně 10 cm. Celkem obsahuje 10 tepelných senzorů a některé jsou i nad povrchem. Zveřejněné výsledky jasně ukazují, jak rychle se teplota mění z 50 stupňů Celsia na povrchu na teploty pod nulou pouhých 8 cm pod povrchem. Přístroj se nachází na straně modulu na odklopitelném ramenu. Napájen je ze zdroje modulu. Zajímavostí je, že ISRO bylo schopno tento přístroj později opět složit. (Viz Den devátý, desátý a jedenáctý). Poprvé jsem se tak mohli na místě dozvědět více o teplotě v těchto selenografických šířkách. Vědci nyní data dávají do kontextu a zkoumají například, jak reaguje na změny teplot měsíční regolit, který se ukazuje jako velmi dobrý izolátor, což je dobrá zpráva pro budoucí budování stanic. Regolit by mohl být využit jako přirozený izolátor před výkyvy teplot a jako ochrana před radiací. Proběhlo dokončení odeslání dat z přístroje RAMBHA-LP na Zemi. Přistroj je zaměřen na velice řídkou atmosféru Měsíce, respektive okolní plazma. První měření proběhlo již 24. srpna, tedy první den po přistání.

Přístroj ChaSTE v různých fázích rozpracování a testování. Obrázek: ISRO

Den šestý, sedmý a osmý: První zveřejněná data z přístroje RAMBHA-LP. Ten byl po přistání vyklopen do strany kvůli zabránění rušení. Výklopné 1 m dlouhé rameno je zakončeno kulovou sondou o průměru 5 cm, která je umístěna v horní části modulu Vikram. Úkolem přístroje je zaznamenat drobné elektrické proudy a zjistit, kolik iontů (nabité částice) a elektronů (malé nabité subatomární částice) je právě kolem něj a jak rychle se pohybují. Systém dokáže detekovat nepatrné zpětné proudy o velikosti pouhých pikoampérů s dobou zdržení 1 milisekundy.

Stín vyklopené sondy RAMBHA je patrný na snímku vpravo. Výsledky z přístroje v grafu jsou vlevo. Obrázek: ISRO/Karel Zvoník

První výsledky sondy RAMBHA nám říkají, že plazma na Měsíce je poměrně řídké. Pohybuje se v rozmezí přibližně 5 až 30 milionů elektronů na metr krychlový, což bychom si mohli představit jako hrst písku rozptýlenou po fotbalovém hřišti. Tyto výsledky se týkají raných fází měsíčního dne. Sonda pracuje bez přerušení a zkoumá tedy změny, ke kterým dochází v prostředí plazmatu v blízkosti povrchu Měsíce v průběhu celého dne. Tyto výsledky jsou důležité, protože nám pomáhají pochopit, jak Měsíc reaguje na změny slunečního záření. Nízká hustota navíc zaručuje bezproblémové radiové spojení se Zemí, protože ovlivňuje komunikaci mnohem méně.

Zaznamenaná aktivita seismometrem ILSA. Vlevo jízda roveru a vpravo dosud neobjasněný otřes. Obrázek: ISRO/Karel Zvoník

Zveřejněny byly i výsledky ze seismometru ILSA. Vypadá to, že se podařilo 26. srpna 2023 zaznamenat první měsícotřesení od roku 1970. Zdroj této události je v současné době předmětem zkoumání. Pokud se potvrdí, že šlo o přirozený jev, mohlo by se jednat o dopad cizího tělesa na povrch Měsíce, nebo neznámou aktivitu. Krom toho zaznamenal seismometr také pohyb vozítka po povrchu 25. srpna 2023. V kosmické komunitě je hodně šikovných lidí a potvrzuje se to i tentokrát. Data převedl na zvuk Chandra Tungathurthi a díku tomu máme možnost slyšet pohyb vozítka Pragján. Zvuk byl zrychlen 20krát a vytvořen technikou zvanou aditivní syntéza. Výsledek je zde:

Zvuk vozítka #Pragján zaznamenaný seismometrem 25. srpna 2023. #ILSA a následně převeden na zvuk pomocí techniky zvané aditivní syntéza. Rover se pohyboval po povrchu velmi pomalu, proto je zvuk 20krát zrychlen oproti realitě. Kredit: Chandra Tungathurthi pic.twitter.com/ctwSTI9FIr

— Karlos (@karlosmeybe) September 19, 2023

Den devátý a desátý : Dne 2. září 2023 byl rover přepnut do hibernace. Na začátku mise se hovořilo o 14 dnech průzkumu. Světelné podmínky v místě přistání byly však horší, než se očekávalo. Primární úkoly byly splněny a tým se rozhodl z bezpečnostních hledisek raději přejit do spánkového modu dříve. Modul Vikram však vypnut nebyl. Tým ISRO usilovně pracoval na nečekaném překvapení, které udělalo pomyslnou tečku za prvním lunárním dnem výpravy Čandraján-3. O den později 3. září 2023 byl z povrchu stažen seismometr a tepelná sonda. Rampa byla opět složena a lander nastartoval své motory a opět se vznesl.

Dvojice snímku ukazující pozici modulu Vikram před a po hopsnutí do strany. Obrázek: ISRO

Podle plánu vystoupal do výšky asi 40 cm a posunul se do strany o 30 až 40 cm a opět bezpečně přistál. Toto poposkočení nebylo původně zahrnuto do mise a bylo nápadem ředitele ISRO S. Somanatha a ředitele URSC M. Sankarana. Tým na uskutečnění pracoval usilovně 24 hodin v kuse, jak zaznělo v interview. Zkoumali, zda je to proveditelné. Bylo třeba zbytkové palivo a neplánovaně opět zažehnout motor, což se povedlo. Podle nich má provedení hopsnutí význam pro budoucí mise s návratem vzorků a pro společnou misi s japonskou agenturou JAXA nazvanou LUPEX. Šance byly prý malé. Lander stál původně v náklonu 6 stupňů a poskok do strany byl tak hůře proveditelný. Tým však nakonec usoudil, že test stojí za riziko a dal provedení zelenou. ISRO následně z přesunu zveřejnilo krátké video tak, jak jej zachytala palubní kamera na modulu Vikram.

Chandrayaan-3 Mission:
🇮🇳Vikram soft-landed on 🌖, again!

Vikram Lander exceeded its mission objectives. It successfully underwent a hop experiment.

On command, it fired the engines, elevated itself by about 40 cm as expected and landed safely at a distance of 30 – 40 cm away.… pic.twitter.com/T63t3MVUvI

— ISRO (@isro) September 4, 2023

Po přistání byla rampa opět rozložena, seismometr spuštěn na povrch a tepelná sonda zavrtána do regolitu. Podle informací navíc fungují správně. Přesný čas poposkočení byl 2. září 2023 ve 21:21 UTC.

Den jedenáctý a dvanáctý: 4. září 2023  byl modul Vikram připraven na režim spánku. Přístroje získaly v novém místě další data, která byla úspěšně odvysílána na Zemi před uvedením do hibernace. Všechny přístroje byly následně vypnuty. Přijímač na modulu byl ponechán zapnutý. Koutový odražeč LRA bude použit až po skončení mise. Skládá se z 8 kruhových retroreflektorů o průměru 1,27 cm namontovaných na platformě o průměru 5,11 cm a výšce 1,65 cm na polokulové pozlacené platformě. Každá z odrazek míří mírně jiným směrem a každá má maximální užitečný úhel dopadu světla asi +- 20 stupňů. Celková hmotnost LRA je 20 gramů. Přístroj umožní přesné měření vzdálenosti Země-Měsíc. Měření lze v současnosti provést pouze prostřednictvím sondy NASA Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO). Tým ISRO doufá, že se podaří opětovné probuzení modulu i vozítku okolo 22. září, možná dříve. Tak držme palce, ať se probuzení povede.

Další indické lunární kroky

Mise Čandraján-3 zvedla zájem o měsíční mise a povědomí o jižní lunární oblasti, která bude cílem mnoha misí v budoucnu. Je více než symbolické, že zrovna 21. června podepsala Indie Artemis Accords. Jako signatář může nyní Indie urychlit své lunární úsilí díky lepší spolupráci s USA a dalšími signatářskými zeměmi. Mise jako taková měla na Indii bezprostřední vliv. Například: Akcie veřejně obchodovaných indických leteckých společností, které dodávaly díly pro Čandraján-3, vzrostla před přistáním o 2,5 miliardy dolarů a po přistání se více než zdvojnásobila. Indický premiér navrhl, aby skupina BRICS tvořená Brazílií, Ruskem, Indií, Čínou a Jižní Afrikou vytvořila konsorcium pro průzkum vesmíru, které by mohlo rozšířit současnou spolupráci na sdílení dat na několika družicích dálkového průzkumu Země a vědeckých misí. Pokud tento návrh vůbec přinese něco hmatatelného, mohla by z něj vzejít v současnosti neexistující lunární spolupráce mezi Indií a Čínou.

Už nyní připravuje Indie ve spolupráci z japonskou agenturou další měsíční misi zvanou LUPEX (Lunar Polar Exploration Mission), ale je možné se setkat také s názvem Čandraján-4.

Jednotlivé části mise LUPEX. ISRO bude mít na starosti přistávací modul. Obrázek: JAXA

JAXA spolupracuje s ISRO na plánování mezinárodní společné mise s cílem získat údaje o množství a formách vodních zdrojů přítomných na Měsíci, aby se zjistila proveditelnost využití těchto zdrojů pro udržitelné aktivity průzkumu vesmíru v budoucnu. Jde o velice ambiciózní misi, která si klade za cíl potvrdit nejen přítomnost, ale také prozkoumat množství a distribuci vody na měsíčním povrchu a pod povrchem. Dalším úkolem bude najít formu, ve které je voda přítomna. Jižní pól Měsíce je trezor zmrzlých pokladů, které ukrývají nejen samotnou vodu, ale i příběh kosmické evoluce. Tato zmrzlá říše je zajímavější, než se ve skutečnosti zdá. Jižní pól Měsíce je odrazovým můstkem pro naše ambice obývat vesmír.

Zdroje informací:
https://kosmonautix.cz
https://www.isro.gov.in
https://www.isro.gov.in
https://www.isro.gov.in
https://www.outlookindia.com
https://www.thehindu.com
https://ntrs.nasa.gov
https://www.prl.res.in
https://www.isro.gov.in
https://timesofindia.indiatimes.com
https://startupstorymedia.com
https://www.exploration.jaxa.jp
https://www.bbc.com

Zdroje obrázků:
https://twitter.com
https://pbs.twimg.com
https://upload.wikimedia.org
https://www.isro.gov.in
https://www.prl.res.in
https://pbs.twimg.com
https://pbs.twimg.com
http://www.unmannedspaceflight.com
https://www.strategicfront.org
https://www.strategicfront.org
https://www.strategicfront.org
https://twitter.com
https://twitter.com
https://pbs.twimg.com
https://www.exploration.jaxa.jp