Od svého startu v roce 2020 provedla evropská sonda Solar orbiter hned několik gravitačních manévrů u Země i Venuše, které postupně snížily její oběžnou dráhu a sonda se tak mohla více přiblížit ke Slunci. Zatím ještě nikdy se však nedostala tak blízko k povrchu Venuše, jako včera, 18. února 2025. Ve 21:48 SEČ prolétla jen 379 kilometrů od Venuše. Pro srovnání, Mezinárodní kosmická stanice krouží kolem Země ve výšce zhruba 415 kilometrů.
Zdroj: https://www.esa.int/
„Když se dostaneme tak blízko k planetě, umožňuje nám to využít její gravitaci k výrazné změně dráhy sondy bez použití velkého množství paliva,“ vysvětluje Julia Schwartz, expertka agentury ESA na letovou dynamiku a dodává: „Planety ve Sluneční soustavě krouží kolem Slunce po zhruba stejné rovině. Aktuální setkání s Venuší využije gravitaci planety k výraznému naklonění dráhy Solar orbiteru oproti této rovině. Tato změna zaručí, že Solar orbiter bude mít lepší výhled na polární oblasti Slunce, které nemohou být ze zmíněné roviny pozorovány.“ Budoucí průlety sondy kolem Venuše (jako třeba ten plánovaný na prosinec 2026) skloní dráhu Solar orbiteru ještě více a umožní snímkování celých polárních oblastí Slunce ve vysokém rozlišení. Z této jedinečné oběžné dráhy bude sonda schopna získat data potřebná ke zpřesnění našeho chápání sluneční aktivity a zlepšení našich schopností chránit pozemské technologie před mocnými slunečními erupcemi a nepříznivým kosmickým počasím obecně.
Průlet tak blízko kolem Venuše přináší týmu z německého řídícího střediska ESOC (European Space Operations Centre) řadu výzev. Před průletem i během něj jsou nezbytné přesné výpočty a drobné korekce směru, aby sonda provedla průlet přesně podle plánu. „Průlet byl pečlivě naplánován tak, aby se sonda dostala k Venuši dostatečně blízko a mohla setkání co nejlépe využít, a zároveň se udržela bezpečně nad atmosférou planety, která by způsobila prolétající sondě odpor,“ vysvětlil Sam Bammens z týmu, který zodpovídá za řízení letu Solar orbiteru.
Zdroj: https://www.esa.int/
Sonda se ale musí připravit také na to, že bude během průletu kolem Venuše doslova grilována tepelným zářením, které planeta do svého okolí uvolňuje. „Očekáváme, že se Solar orbiter během průletu výrazně zahřeje. Abychom se na to připravili, provedl tým podrobnou simulaci účinků ohřívání při gravitačním manévru u Venuše. Několik částí sondy zažije významné zvýšení teploty, ovšem všechny díly zůstanou bezpečně ve svých limitech,“ vysvětluje Bammens a dodává: „Pro pár členů řídícího týmu jde o první průlet v životě. Během plánovací fáze jsme se naučili hodně věcí o tom, co obnáší navigace Sluneční soustavou a na průlet se už těšíme.“
Během průletu se měla sonda snažit směřovat svou přední stranu s vědeckými přístroji a (hlavně) tepelným štítem směrem ke Slunci, aby byla v bezpečí. To ale také znamená, že během tohoto průletu nebyla žádná chvíle, kdy by kamery mohly natočit Venuši a vrcholy její oblačnosti. Ale kamery nejsou ani zdaleka jedinými palubními přístroji. Některé jiné proto aktivně měřily různé hodnoty. Na rozdíl od Země, Venuše postrádá globální magnetické pole, které by interagovalo s nabitými částicemi Slunečního větru. Ovšem vrstva její atmosféry, které se říká ionosféra, interaguje se slunečním větrem jedinečnými způsoby.
Zdroj: https://www.esa.int/
Magnetometr sondy Solar orbiter a její přístroj RPW (Radio and Plasma Waves) byly během průletu kolem Venuše aktivní, aby sbíraly údaje o tamním magnetickém a plazmatickém prostředí. Nasbíraná data podpoří probíhající výzkum toho, jak sluneční vítr ovlivňuje atmosféry jiných planet než Země. Solar orbiter není jedinou evropskou misí, která letos navštíví Venuši. Gravitační manévr zde v srpnu provede sonda Juice, která směřuje k Jupiteru. Solar orbiter a Juice proletí kolem Venuše pouhých 194 dní po sobě. Zdá se to sice jako dlouhý čas, ale stále je to méně, než jeden den na Venuši, který trvá 243 pozemských dnů. Tyto pravidelné návštěvy zvýrazňují důležitou roli Venuše jakožto místa na trasách evropských meziplanetárních misí.
Jenže zatímco Solar orbiter i Juice navštíví planetárního souseda Země jen nakrátko, pro některé evropské mise je konečnou destinací. Od svého příletu v roce 2006 do ukončení mise v roce 2014 se evropská sonda Venus Express věnovala detailnímu studiu tamní atmosféry a mraků, přičemž také zmapovala povrchové teploty. Při pohledu do budoucna musíme zmínit chystanou misi Envision, která má startovat začátkem 30. let. Půjde o první misi, která poskytne zevrubný pohled na Venuši – od jejího vnitřního jádra až po horní vrstvy atmosféry. Díky tomu budou vědci moci určit, kdy a proč se původně podobné planety Venuše a Země začaly vyvíjet úplně odlišně.
Přeloženo z:
https://www.esa.int/
Zdroje obrázků:
https://www.esa.int/…/23417421-1-eng-GB/Solar_Orbiter_Venus_flyby.jpg
https://www.esa.int/…/Visualisation_of_Solar_Orbiter_s_February_2025_Venus_flyby.gif
https://www.esa.int…/21808954-1-eng-GB/Solar_Orbiter_s_instruments.jpg
https://www.esa.int/…/23992257-1-eng-GB/Juice_s_flyby_of_Venus_close-up_pillars.png
Jen tak akademicky. Ulysses k tomu použila Jupiter, ale kolik by asi tak bylo potřeba paliva, aby Solar Orbiter zvedla svou dráhu kolmo na rovinu ekliptiky bez použití gravitačních manévrů? Dejme tomu na dráhu se současnými parametry (jen ten sklon by byl jiný).
Hodně záleží, na jako dráhu. Minimální varianta by byla, že musí vynulovat rychlost oběhu Země (což je sakra hodně paliva) a pak přidat malý šťouch, aby nespadla přímo do Slunce, ale prosmýkla se kolem. Na polární oběh ve vzdálenosti 1 AU by oproti té minimální variantě bylo třeba dvojnásobné delta v. Na nižší polární orbitu by to mohlo vyjít o trochu levněji, ale asi ne o moc. Doufám, že mi neuniká nějaká souvislost.
Hodil jsem to do ChatGPT, takže pokud si nevymýšlí, tak pro Δv=2*v_i*sin(Δi/2), v_i je okamžitá rychlost na původní dráze a Δi je požadovaná změna inklinace. Není to tedy celý dvojnásobek, je tam ten sin 45°, tj. asi 70% z toho (nemusíme zastavit a znovu se rozjet kolmo, stačí „jen“ zatočit, což je o něco jednodušší). I tak by to pro sondu letící na stejné dráze, jako má Země (jen mimo její gravitační účinek), znamenalo asi 42 km/s, tj. o dost víc, než je potřebné delta v pro opuštění Sluneční soustavy. Změnit dráhu tímto způsobem je tedy mimo naše technické možnosti (nebo minimálně rozpočet :-)). Realističtěji by vyšlo uvést sondu na protáhlou eliptickou dráhu a sklon pak měnit v nejvzdálenějším bodu dráhy, kde má nejnižší rychlost. Využití gravitace planet je však určitě nejvhodnějším řešením, nevýhodou je asi jen dlouhá doba přeletu a složité plánování.