Máme za sebou týden, který přinesl nečekané množství kosmických rekordů. V pravidelném souhrnu těch nejzajímavějších událostí uplynulého týdne se však krom počtu lidí na oběžné dráze a průběhu mise Polaris Dawn budeme věnovat i dalším tématům. Kosmotýdeník si jako hlavní téma tentokrát vzal velmi zajímavý objev týkající se Marsu, ve kterém se podařilo experimentem na Zemi potvrdit, jak vznikají marsovští pavouci. Nepřijdete ani o tradiční rubriky. A pokud vše vyšlo, je toto první „normální“ článek na našem webu, který vychází v novém designu! Děkuji i já tímto Matějovi a dalším členům redakce, kteří se postarali o tuto změnu. Přeji vám dobré čtení a pěknou neděli.

Záhada marsovských pavouků vyřešena?

Hned v první větě uklidním všechny případné optimisty. Na Marsu zatím nebyl objeven ani již dávno vyhynulý mikrobiální život, natož členovci. Pavouci, o kterých bude řeč, jsou však přesto velmi zajímaví. Nacházejí se poblíž jižního pólu Marsu a jedná se o zvláštní geologické útvary vzdáleně připomínající právě pavouky. Jen jsou o něco málo větší – rozměry mohou od „nožičky k nožičce“ přesáhnout i kilometr. Vědce dlouho trápilo, jak tyto zvláštní útvary mohou vznikat a nyní se zdá, že už odpověď znají. Jejich proces vzniku se podařilo nasimulovat na Zemi. A bylo to docela složité, protože podmínky v marsovské atmosféře jsou opravdu extrémní, což komplikuje jakoukoli snahu o napodobení většiny procesů na povrchu Marsu. Navíc vznik těchto útvarů je vázán na velmi specifické lokální podmínky.

Od roku 2003, kdy tyto útvary vědci poprvé spatřili prostřednictvím snímků ze sond obíhajících Rudou planetu, žasli nad pavoučími útvary rozprostřenými po jižní polokouli Marsu. Nikdo si neodkázal představit, jak tyto geologické útvary vznikaly. Každý rozvětvený útvar se může táhnout více než kilometr od jednoho konce ke druhému a rozvětvuje se na stovky dalších „nohou“. Tyto útvary, nazývané araneiformní terén, se často vyskytují ve shlucích a dodávají povrchu zvrásněný vzhled.

Později prosazená hlavní teorie předpokládala, že útvary vznikají díky procesům kombinujících ztuhlý oxid uhličitý (suchý led), který se na Zemi přirozeně nevyskytuje. Díky experimentům podrobně popsaným v novém článku publikovaném v časopise The Planetary Science Journal vědci poprvé znovu vytvořili tyto procesy vzniku při simulovaných marťanských teplotách a tlaku atmosféry.

Studie potvrzuje několik procesů vzniku, které popisuje takzvaný Kiefferův model. Ten se dá popsat takto: Sluneční světlo ohřívá půdu skrz průhledný suchý led, který se každou zimu hromadí na povrchu Marsu. Protože je půda tmavší než suchý led nad ní, pohlcuje teplo rychleji a to způsobuje, že se suchý led dotýkající se přímo půdy mění na plynný oxid uhličitý – dochází tak k sublimaci (stejný proces, při kterém se při experimentech na Zemi ze suchého ledu valí oblaka „kouře“). Jak tlak plynu narůstá, marťanský suchý led praská a umožňuje plynu unikat. Jak plyn proniká vzhůru, bere s sebou proud tmavého prachu a písku z půdy, který dopadá na povrch suchého ledu. Zde se pak po mnoha opakujících se procesech tento prach usazuje a zbarvuje své okolí. Když se zima změní v jaro a zbývající suchý led vysublimuje, zůstanou po těchto procesech výše popsané pavoukovité útvary. Až sem to však byla jen teorie, byť krásně seděla. Ale bez experimentu ji nebylo možné potvrdit.

Pro spoluautory studie bylo nejtěžší při provádění tohoto experimentů znovu vytvořit podmínky, které panují během třeskutých zim na Marsu. Vyznačují se extrémně nízkým tlakem vzduchu (oxid uhličitý je totiž v létě součástí marsovské atmosféry, ale v zimě nasněží na povrch a už tak extrémně řídká atmosféra ještě výrazněji prořídne) a teploty až minus minus 125 stupňů Celsia (Ve zdrojovém článku je uvedená chybná teplota mínus 185 stupňů, která vznikla špatným převodem mezi jednotkami – studie uvádí výše uvedenou teplotu). Vědecký tým k nasimulování těchto podmínek použil zkušební komoru chlazenou kapalným dusíkem v JPL, která nese jméno DUSTIE (Dirty Under-vacuum Simulation Testbed for Icy Environments).

A co se nestalo? Záhadné útvary podobné „pavoukům“ z Rudé planety se skutečně objevily v marťanském půdním simulátoru. Suchý led v simulantu byl ohříván ohřívačem umístěným pod ním, čímž se změnil zpět na plyn, který nakonec prorazil zmrzlou vrchní vrstvu a vytvořil něco, co připomíná puchýř. Komora DUSTIE tak skvěle posloužila vědě. Toto zařízení již dříve sloužilo k testování prototypu brusného nástroje určeného pro sondu Phoenix. Nástroj sloužil k rozbíjení vodního ledu, který sonda nabrala a analyzovala poblíž severního pólu planety.

Při tomto experimentu vědci chladili maketu marťanské půdy v nádobě ponořené do lázně s kapalným dusíkem. Umístili ji do komory DUSTIE, kde byl tlak vzduchu snížen tak, aby byl podobný tlaku na jižní polokouli Marsu. Do komory pak proudil plynný oxid uhličitý, který během tří až pěti hodin zkondenzoval z plynu na suchý led a vytvořil na povrchu průhlednou krustu. Nicméně trvalo mnoho pokusů, než vědecký tým našel ty správné podmínky, aby se suchý led stal dostatečně hustým a průsvitným, aby experiment fungoval. Jakmile získali suchý led se správnými vlastnostmi, umístili do komory pod simulovanou marsovskou půdu ohřívač, aby ji zahřál a suchý led popraskal. Jakmile se to stalo, vyvalilo se z otvorů mračno páry oxidu uhličitého. „Bylo to pozdě večer v pátek a vedoucí laboratoře vtrhl dovnitř poté, co mě uslyšel křičet,“ řekla McKeown z JPL, která se snažila vytvořit správné podmínky pět let. Skrz vytvořené otvory v ledu začal plynný oxid uhličitý rvát i roztátou simulovanou marsovskou půdu a intenzivní projevy nakonec trvaly deset minut, než se tlaky vyrovnaly.

Součástí experimentů bylo překvapení, které se v Kiefferově modelu neprojevilo: Mezi zrnky simulované marsovské půdy se druhotně vytvořil vodní led, který po nějaké době také praskl a znovu vyvrhl část materiálu na povrch. Tento alternativní proces by mohl vysvětlovat, proč mají pavouci více „popraskaný“ vzhled, než byl první výsledek v laboratoři. Zdá se, že to, zda k tomu dochází, závisí na velikosti půdních zrn a na tom, jak se do procesu zapojuje vodní led. „Je to jeden z těch detailů, které ukazují, že příroda je trochu chaotičtější a složitější než učebnicový obraz,“ řekla Serina Diniega z JPL, spoluautorka článku.

Nyní, když byly nalezeny podmínky vzniku markovských pavouků, je dalším krokem vyzkoušet stejné experimenty se simulovaným slunečním světlem shora, namísto použití ohřívače dole. To by mohlo vědcům pomoci zúžit rozsah podmínek, za kterých by mohlo dojít ke vzniku útvarů.

Kosmický přehled týdne:

V neděli v 9:37 SELČ došlo k úspěšnému přistání lodi Dragon 2 Resilience, která na Zemi donesla čtyřčlennou posádku unikátní soukromé mise Polaris Dawn, v rámci které došlo třeba k prvnímu komerčnímu výstupu do kosmického prostoru, použití laserového přenosu dat pomocí družic Starlink a k řadě dalších událostí.

Dobrá zpráva dorazila od NASA. Ta v úterý potvrdila připravenost mise Europa Clipper k plánovanému vypuštění. Očekávaná mise zamíří k Jupiteru, kde se zaměří především na studium ledového měsíce Europa. Startovní okno se otevírá 10. října a nosičem bude Falcon Heavy. Nedávno však bylo zjištěno, že některé tranzistory, které dodal jeden z dodavatelů, nemají radiační odolnost, kterou garantoval výrobce. Zrovna u Jupiteru však panují radiačně skutečně extrémní podmínky. V důsledku toho agentura přezkoumala odolnost těchto součástek a dospěla k závěru, že to nepředstavuje problém, kvůli kterému by se mise musela odložit a nákladně přestavovat.

Ve středu si lidstvo připsalo jeden kosmický rekord. Na oběžné dráze Země se najednou nacházelo 19 lidí, což se nikdy před tím nestalo. Byla to jednak nestandardně devítičlenná posádka Mezinárodní kosmické stanice (sedm klasických členů plus Sunita Williams a Barry Wilmore ze Starlineru), tříčlenná posádka čínské kosmické stanice Tiangong, čtyřčlenná posádka mise Polaris Dawn a ve středu se k tomu přidali ještě tři kosmonauti ruské pilotované lodě Sojuz MS-26.

Přehled z Kosmonautixu:

V této rubrice se můžete těšit na přehled všech témat, kterým jsme se v uplynulém týdnu již věnovali formou článků. Vydáváme minimálně dva články o kosmonautice denně, pojďme si je připomenout. Začali jsme opravdu pěkným tématem. NASA a DARPA začaly spolupracovat na projektu, jehož cílem je servisování družic na oběžné dráze. Americká mise MUSE, což znamená česky múza, má studovat atmosféru našeho Slunce. Příprava mise udělala významný krok k realizaci. Dočkali jsme se také startu očekávané komerční mise Polaris Dawn, která odstartovala pomocí rakety Falcon 9 a vynesla čtyřčlennou posádku na let, který pokořil mnoho prvenství. A jen co mise odstartovala, mohli jsme se věnovat zajímavé české stopě, která je na palubě této komické lodi Crew Dragon. Na úterky se nám vrátil další seriál z pera Ondry Šamárka. Tentokrát budeme sledovat sovětský program Voschod. Nadpis článku: Sonda JUICE potvrdila, že Země je obyvatelná zněl možná trochu podivně, ale skrývá se za ním velmi důležitá zpráva pro zmíněnou misi. V kosmickém prostoru je nyní trochu těsno, pár dní poté, co odstartovala zmíněná pilotovaná komerční mise, jsme Živě a česky sledovali také start ruské lodě Sojuz MS-26 a následně i její připojení k Mezinárodní kosmické stanici. Start mise Polaris Dawn nebyl jediným startem Falconu 9, kterému jsme se věnovali Živě a česky. Dalším nákladem bylo pět telekomunikačních družic BlueBird. Voyager 1 má za sebou už 47 let úspěšné mise a i v takovém stáří dokáží technici modifikovat něco tak citlivého, jako je pohonný systém. Živě jste mohli sledovat první komerční výstup do kosmického prostoru. Na svědomí ho měla posádka mise Polaris Dawn. Orbiter čínské lunární mise Chang’e 6 úspěšně doletěl do libračního centra Slunce-Země. Až se vydají astronauti programu Artemis na delší misi ke stanici Gateway, budou potřebovat si připravovat teplé jídlo. K tomu slouží zajímavé kompaktní zařízení. V sobotu po delší době opět vyšel další díl seriálu, který mapuje misi dalekohledu Jamese Webba. V aerodynamickém tunelu se ocitla zmenšená verze nosiče Super Heavy. A v neděli jsme pro vás měli dárek! Po více jak deseti letech jsme spustili nový vzhled webu Kosmonautix.

Snímek týdne:

Poprvé v dějinách se astronauti, které nevyslala žádné kosmická agentura, a svoji cestu si zaplatili, vydali z relativního bezpečí pilotované lodě do volného prostoru – byť skafandry jsou zatím jen mezikrokem a vyžadují „pupeční šňůru“, která je zásobuje životně důležitými zdroji. Snímek Jareda Isaacmanna, který jako první vykoukl z Dragonu a díval se na zužující se srpek otáčející se Země, se jistě zařadí mezi nejvýznamnější snímky posledních let. Základní úkol mise Polaris Dawn tak byl úspěšně splněn.

Video týdne:
I do videa týdne se dostala Polaris Dawn. Sarah Gillis odehrála z kosmického prostoru a z paluby své lodi houslový part skladby HARMONY OF RESILIENCE. Výsledná skladba pak vznikla společně s dalšími hudebními uskupeními z celého světa. Její nahrávka byla přenesena přes systém Starlink na Zem. Celou akci podpořil a pomohl organizovat i John Williams, který je autorem hudebního námětu pro postavu Rey z posledních tří epizod Star Wars. Právě skladba doprovázející hlavní protagonistku bývá vyzdvihována jako jedna z nejvydařenějších v těchto filmech. Posádka pak ještě vzkázala: “Zatímco cestujeme kolem naší nádherné planety, během naší 5 denní mise. Rádi bychom s Vámi sdíleli tento speciální hudební moment, který symbolizuje jednotu a naději a ukazuje nezdolnost a potenciál dětí na celé planetě“

Zdroje informací:
https://www.jpl.nasa.gov/
https://iopscience.iop.org/
https://blogs.nasa.gov/

Zdroje obrázků:
https://d2pn8kiwq2w21t.cloudfront.net/images/1-PIA12249—Beige-Spiders-16.width-1320.jpg
https://d2pn8kiwq2w21t.cloudfront.net/images/e1-PIA26405-A_Look_Inside_of_JPLs_DUSTIE.width-1024.jpg
https://d2pn8kiwq2w21t.cloudfront.net/images/e2-PIA26406-Cracks_Forming_in_Carbon_Dioxide_.width-1320.jpg
https://pbs.twimg.com/media/GXRVDHZXEAE78mr?format=jpg&name=large