Kosmotýdeník 596 (12.2. – 18.2.)

Kosmotýdeník 596 (12.2. – 18.2.)

18. února 2024

I v tomto únorovém týdnu byla kosmonautika bohatá na řadu zajímavých událostí. Stále si můžeme užívat zvýšenou kadenci letů k Měsíci a stále startují nové nosiče. Kosmotýdeník vám jako vždy shrne nejzajímavější události uplynulých sedmi dní. V hlavním tématu se tentokrát podíváme na zahájení vědeckého pozorování dalekohledu Euclid, který má zkoumat rozložení temné hmoty a energie ve vesmíru. V dalších tématech se podíváme například na přípravu startu ruské rakety Angara 5, uskutečněný indický start, či krásné snímky z lunárního landeru Nova-C. Přeji vám dobré čtení a pěknou neděli.

Euclid i s problémy začal pozorovat

Vizualizace dalekohledu Euclid během cesty do bodu L2
Zdroj: https://www.esa.int/

Jeden z nejdokonalejších dalekohledů, který se kdy podíval do kosmického prostoru (evropský Euclid) startoval už 1. července 2023, ale až nyní začala rutinní vědecká pozorování. Mnoho času totiž zabrala kalibrace a také zjištění, že plánovaná metoda průzkumu oblohy bude muset být kompletně přepracována. Důvod této zásadní změny se objevil až po vynesení do kosmického prostoru a mnoha odborníkům udělal pořádné vrásky na čelech.

Jednou ze silných stránek Euclidu je, že dokáže pozorovat velkou oblast oblohy v rámci jednoho záběru či pozorování – je totiž vybaven širokoúhlou kamerou s rozlišením 600 MPx zaměřenou na pozorování viditelného záření. To je pro misi, jejímž hlavním cílem je během šesti let zmapovat více než třetinu oblohy, naprosto klíčové. Euclid se podle plánu měl řídit pozorovacím režimem označovaným jako „step-and-stare“. To znamená, že dalekohled bude pozorovat jednu oblast oblohy přibližně 70 minut, přičemž bude vytvářet snímky a spektra (pro studium vzdálených galaxií s vysokým rudým posuvem je schopen snímat také blízkou infračervenou oblast). Poté se za čtyři minuty pootočí a bude pozorovat další část oblohy. Během celé své mise měl Euclid provést více než 40 000 těchto posunů „Díky svému širokému záběru a dlouhé expoziční době bude schopen snímat i velmi málo jasné galaxie. To povede k tomu, že jeho záběr na jeden snímek přinese obrovské množství kvalitních dat,“ vysvětluje Roberto Scaramella, vědecký pracovník mise Euclid v Národním institutu pro astrofyziku (INAF) v Itálii a vedoucí průzkumné skupiny mise.

Roberto a jeho kolegové se však nejdříve museli ujistit, že plán takového pozorování byl navržen správně tak, aby splňoval všechny vědecké cíle. Hlavním cílem dalekohledu je změřit bezprecedentně přesně tvary miliard galaxií z dob mnoha miliard let kosmické historie a poskytnout tak trojrozměrný pohled na rozložení temné hmoty v našem vesmíru. “Abychom mohli studovat jednotlivé tvary a deformace galaxií temnou hmotou, potřebujeme získat data minimálně z 1,5 miliardy galaxií. Euclid bude s potřebnou přesností pozorovat přibližně 50 000 galaxií na jednu expozici, což navíc přinese i pozorování mnoha malých, velmi slabých hvězdných ostrovů.“ dodává Roberto.

Nicméně brzy po prvním zapnutí přístrojů Euclidu si tým uvědomil, že je potřeba celý plán pozorování přepracovat. Problém spočíval v tom, že k přístrojům Euclidu pronikalo pod určitými úhly nepatrné množství nežádoucího slunečního světla, a to i když byla sonda navržena a dle plánu otočena slunečním štítem (zády) ke Slunci. „Původní plán byl, že Euclid bude mít sluneční štít otočený ke Slunci a přístroje budou plně ve stínu. Brzy po startu však bylo na zkušebních snímcích zjištěno rušivé světlo ze Slunce,“ vysvětluje Ismael Tereno z Lisabonské univerzity v Portugalsku a vedoucí podpůrného týmu pozorování sondy Euclid. „Vědecké, technické a konstrukční týmy poté zjistily, že aby toto světlo zmizelo, musí Euclid pozorovat s jinou orientací (polohou) vůči Slunci. To znamenalo, že původní návrh pozorování již nebude fungovat. Museli jsme rychle vymyslet novou strategii, implementovat ji a otestovat,“ dodává João Dinis, který je rovněž z Lisabonské univerzity v Portugalsku a spolu s Ismaelem je zodpovědný za (re)design strategie pozorování.

Tato grafika ukazuje plánované oblasti pozorování dalekohledu Euclid. Modře jsou vyznačené oblasti určené pro snímání v širokém záběru. Hluboká pole jsou vyznačena žlutě. Střed snímku zabírá naše galaxie, kde převládá světlo z hvězd, či rozptýlené světlo z oblak prachu a plynu.
Zdroj: https://www.esa.int/

Aby se tedy minimalizoval vliv nežádoucího slunečního světla, začal Euclid pozorovat pod jiným úhlem tak, aby sluneční štít nebyl přímo obrácen ke Slunci, ale aby byl natočen s malým náklonem v jednom směru. Při tomto novém úhlu však nebylo možné sledovat určitou část oblohy ze žádného bodu na oběžné dráze Euclidu kolem bodu L2. „Ukázalo se, že je velmi obtížné najít dobré řešení pro pozorování, a museli jsme se vrátit k rýsovacímu prknu,“ vzpomíná Ismael. Po následující měsíce se vymýšlela nová strategie, která krom snahy zajistit co nejvíce očekávaných dat, řešila i celou řadu dalších technologických výzev a kompromisů.

Nová strategie vypadá tak, že největší část pozorování mise bude věnována tomu, co umí dalekohled nejlépe – pozorovat oblohu na širokoúhlou kamerou, která pokryje více než třetinu oblohy. Tato pozorování doplní další, která budou zaměřená na hloubkové snímání, které zabere přibližně 10 % celkového pozorovacího času – cílem budou vzdálené galaxie. Kromě toho musela být naplánována také rutinní kalibrační pozorování, aby se co nejvíce průběžně zpřesňovala nová strategie pozorování. Xavier Dupac, vědecký pracovník ESA pro vědecké operační středisko ESAC ve Španělsku, se postaral o to, aby průzkum navržený Joanem, Ismaelem a jejich týmem mohl být proveden. „Například musíme vzít v úvahu dobu, kterou sonda potřebuje k otočení z jedné pozorovací pozice do druhé. Tyto časy je třeba zahrnout do návrhu pozorování vedle vlastní doby pozorování,“ vysvětluje Xavier.

Nakonec týmy přišly s použitelným řešením, které však znamenalo, že bude nutné provést více překryvů mezi sousedními pozorováními. Průzkum Euclidu je nyní o něco méně efektivní, ale lze při něm dosáhnout všech potřebných oblastí oblohy a celková ztráta pozorované plochy je minimální. Euclid tak úspěšně zahájil vědecká pozorování. V současné době je naplánováno, že bude během následujících 14 dní pozorovat oblast o rozloze 130 čtverečních stupňů, což je více než 500násobek plochy Měsíce v úplňku. Tato oblast se nachází ve směru souhvězdí Rydla a souhvězdí Malíře na jižní polokouli. V průběhu roku pokryje Euklid přibližně 15 % své plánované pozorovací oblasti. Tento první rok nasbíraných dat bude komunitě zpřístupněn v létě 2026. Menší uvolnění dat z pozorování hlubokého pole se předpokládá na jaře 2025.

Kosmický přehled týdne:

Na kosmodromu Vostočnyj se připravuje první letový exemplář rakety Angara A5, který z tohoto nového ruského kosmodromu vzlétne. Na níže přiložených snímcích vidíme první sestavení centrálního stupně a bočních stupňů rakety. Druhý stupeň bude připojen později. Na kosmodromu je také horní stupeň DM-03 Orion. Během startu, který je naplánován na 1. dubna, by měla být vynesena hmotnostní a rozměrová maketa.

Raketa Angara A5 na Vostočném
Zdroj: https://pbs.twimg.com/

Pohled na první stupeň a postranní stupně rakety Angara A5
Zdroj: https://pbs.twimg.com/

V sobotu v 13:05 SEČ se uskutečnil úspěšný start indické rakety GSLV MK. II. Nákladem byla družice INSAT-3DS o hmotnosti 2211 kilogramů, což je indická meteorologická družice postavená organizací ISRO. Zařízení navazuje na misi INSAT-3DR. Na palubě je například zařízení DRT – datový retranslační transpondér, SAS&R, což je zařízení, které bude sloužit záchranným složkám, nebo třeba šestnáctikanálová kamera s označením IMAGER. Raketa GSLV Mk II poprvé letěla s prodlouženým horním stupněm a také aerodynamickým krytem vyrobeným z materiálu bližšímu přírodě. Životnost družice je plánována na 10 let.

Přehled z Kosmonautixu:

V této rubrice naleznete přehled všech článků a tedy i témat, které v uplynulém týdnu vyšly na webu Kosmonautix. Vydáváme minimálně dva články o kosmonautice denně, pojďme si je nyní shrnout. Týden jsme načali spektakulárním ptačím pohledem na let Super Heavy Starship. V pondělí jsme se rozepsali o rentgenovém záření a jeho širokém využití v kosmonautice. Na Floridě byla spatřena maketa prvního stupně rakety New Glenn, která se pohybovala k rampě. Přinesli jsme vám další měsíční shrnutí aktuálního stavu přípravy nové mezinárodní kosmické stanice u Měsíce. S jednodenním zpožděním, ale zato úplně úspěšně odstartovala raketa Falcon 9, která vynášela komerční lunární lander Nova-C. Start jsme sledovali Živě a česky. Představili jsme vám také zajímavý laserový experiment, který využil Deep Space Network. Na Živě a česky komentované přenosy byl tento týden velmi bohatý. Po startu lunárního landeru jsme se dočkali dalšího startu Falconu 9 s vojenskými družicemi a také nákladní ruské kosmické lodi Progress MS-26. Pokračoval také seriál o projektu X-Planes, kde se probíral vojenský (ale v té době ještě civilní) raketoplán X-37. Jelikož je mise lunárního landeru Nova-C velmi zajímavá, rozhodli jsme se, že jej budeme průběžně sledovat ve stále aktualizovaném článku. Pro budoucí pilotované výpravy k Měsíci a Marsu je nezbytné pochopit a zvládnout výzvy spojené s kosmickým zářením. Podrobně jsme se tomuto tématu věnovali v dalším článku. Další Živě a česky komentované přenosy se zaměřily na start nové japonské rakety H3, která úspěšně napravila svůj první neúspěšný let a také jsme sledovali připojení lodi Progress MS-26 k Mezinárodní kosmické stanici. V tradičním sobotním astrofyzikálním článku dostal prostor výzkum gravitačních vln. Při přípravě na start mise Artemis II byla na postranní pomocné motory aplikována loga agentury NASA.

Snímek týdne:

Společnosti Intuitive Machines zveřejnila v sobotu snímky, které zachycují okamžiky krátce po vypuštění jejich prvního lunárního landeru, který míří k Měsíci. Lander Nova-C je jako první podobné zařízení vybaven kyslíko-metanovým motorem, který byl v noci z pátku na sobotu vůbec poprvé úspěšně otestován v kosmickém prostoru.

Pohled z lunárního landeru Nova-C na oddělený druhý stupeň rakety Falcon 9
Zdroj: https://scontent.fprg1-1.fna.fbcdn.net/

Lunární lander Nova-C během vzdalování se od Země.
Zdroj: https://pbs.twimg.com

Video týdne:

Japonsku se podařilo provést úspěšný start jejich nového velkého nosiče H3. Raketa osazená na prvním stupni kyslíko-vodíkovými motory má nosnost více jak 4 tuny na dráhu přechodovou ke geostacionární, či 4 tuny na slunečně synchronní dráhu. Při svém premiérovém startu v březnu 2023 došlo k poruše a nosič selhal. Nyní proběhl start bezchybně.