Po téměř pěti letech v kosmickém prostoru se americká sonda OSIRIS-REX (Origins, Spectral Interpretation, Resource Identification, Security, Regolith Explorer) vydala na zpáteční cestu k Zemi. S sebou přitom nese velké množství kamenů a prachu, které odebrala z blízkozemní planetky Bennu. Bylo pondělí 10. května 22:23 SELČ, když se aktivovaly hlavní motory, na které čekal sedm minut dlouhý zážeh. To, že nešlo o běžný manévr dokládá skutečnost, že sonda neudělala větší manévr od příletu k Bennu v roce 2018. Zážeh způsobil, že se sonda na jeho konci vzdalovala od planetky rychlostí skoro 1000 km/h. Zhruba dva a půl roku dlouhá cesta k Zemi začala.
Sonda má oběhnout dvakrát kolem Slunce a podle výpočtů by měla k Zemi dorazit 24. září 2023. Tady se od těla sondy oddělí pouzdro obsahující vzorky odebrané z Bennu, které vstoupí do zemské atmosféry. Po rozpálení ochranného štítu na vysokou teplotu přijde sestup na padáku do oblasti Utah Test and Training Range, kde již budou vědci připraveni na jeho vyzvednutí. Pro sondu samotnou skončí uvolněním pouzdra se vzorky její primární mise. Sonda poté zažehne své motory, aby uhnula z kolizního kursu s naší planetou a bezpečně ji minula. OSIRIS-REx se má dostat na novou oběžnou dráhu kolem Slunce, která povede až do oblasti pod oběžnou dráhou Venuše.
Zdroj: https://www.nasa.gov/
„Velké množství úspěchů, které si mise OSIRIS-REx připsala, je důkazem odvážného a inovativního způsobu, kterým probíhá průzkum v reálném čase,“ uvedl Thomas Zurbuchen, přidružený administrátor pro vědu ve středisku NASA a dodává: „Tým se postavil výzvám čelem a nyní k Zemi míří vzorek prastarého materiálu z doby vzniku Sluneční soustavy. Tento materiál budou moci studovat vědci mnoha generací, aby odemkli tajemství, která ukrývá.“
Aby bylo možné uskutečnit několikaletý plán mise, museli desítky navigačních inženýrů všechno pečlivě propočítat a pak vše přenést do počítačového kódu, který sondě řekl, kdy a jak moc má „šlápnout na plyn“ při odletu od Bennu. Tím, že je tento úkol splněn, zbývá už jen úkol poslední – doručit vzorky na Zemi. Ale to není tak jednoduché, jak to může znít. Je totiž potřeba plánovat budoucí manévry, které zajistí, že sonda bude na správném kursu.
Zdroj: https://www.nasa.gov/
„Celou dobu jsme mysleli jen na to, jak jsme v prostoru orientováni vůči Bennu,“ vzpomíná Mike Moreau, zástupce projektového manažera mise OSIRIS-REx z Goddardova střediska v marylandském Greenbeltu a dodává: „Teď se náš myšlenkový rámec posouvá k otázce, kde je sonda ve vztahu k Zemi?“ Navigační kamery, které pomáhaly zorientovat sondu vůči Bennu, byly vypnuty 9. dubna, kdy také zachytily poslední snímky planetky. Po odletu od planetky použijí inženýři celosvětovou síť Deep Space Network, přes kterou budou se sondou komunikovat. nepůjde však jen o obsah přenášených sdělení. Měřením frekvence vln, které k nám dorazí z transpondéru sondy, budou inženýři schopni vypočítat, jak rychle se OSIRIS-REx pohybuje. Když inženýři změří, jak dlouho trvá rádiovému signálu doletět od sondy k Zemi, mohou přesně určit její pozici.
Zdroj: https://apod.nasa.gov/
Odlet sondy, který přišel 10. května, byl pečlivě načasován kvůli pozici planetky Bennu vůči Zemi. Hlavním úkolem návratového manévru je, aby se sonda v září 2023 dostala do vzdálenosti zhruba 10 000 kilometrů od Země. Ačkoliv je v nádržích stále ještě mnoho pohonných látek, snaží se tým neplýtvat s tímto cenným zdrojem. Všichni se snaží zachovat co nejvíc pohonných látek, které by se mohly hodit v nadstavbové fázi, až sonda oddělí návratové pouzdro a mohla by se vydat k jiné planetce. Již v létě by měl tým expertů vyhodnotit realizovatelnost takové mise.
Kurs sondy bude určovat především gravitace Slunce, ale inženýři vědí, že bude čas od času potřeba provést drobné korekce pomocí zážehů trysek. „Potřebujeme dělat pravidelné korekce, abychom dráhu neustále přibližovali k zemské atmosféře, do které zamíří naše pouzdro. Je také potřeba pamatovat na započítání malých odchylek, které se postupně od posledního zážehu sčítají,“ popisuje Peter Antreasian, vedoucí navigační inženýr sondy OSIRIS-REx z firmy KinetX Aerospace z kalifornského Simi Valley.
Zdroj: http://spaceflight101.com/
Překlad: Dušan Majer
Tým provede korekce kursu pár týdnů před příletem k Zemi, aby bylo možné zamířit do přesné oblasti a zvolit vhodný úhel vstupu do atmosféry. Když by byl moc nízký, odrazilo by se pouzdro od atmosféry jako žabka na rybníku. Pokud by byl moc velký, mohlo by pouzdro shořet vlivem tepla v okolní atmosféře. Pamatuje se i na krizový případ, pokud by se sondě z jakéhokoliv důvodu nepodařilo oddělit pouzdro se vzorky. V takovém případě by sonda provedla úhybný manévr a v roce 2025 by se k Zemi vrátila a pokusila by se o reparát.
„Při odletu nechyběly emoce,“ přiznává Moreau a dodává: „Myslím, že každý pociťuje velký úspěch, protože jsme čelili všem možným překážkám a přesto jsme byli schopni splnit všechny cíle, které na nás vyskočily. Je tu však také určitá nostalgie a i zklamání, že tato část mise končí.“ Už teď můžeme říct, že mise OSIRIS-REx překonala mnohá očekávání. Třeba to, že uprostřed globální pandemie se týmu podařilo bezchybně provést nejkritičtější fázi celé mise – odběr minimálně 60 gramů vzorků z povrchu Bennu. Samotnému odběru ale předcházela celá řada překvapení, která na pozemní tým nečekaně vyskočila.
Například jen týden poté, co sonda vstoupila na oběžnou dráhu kolem Bennu (31. prosince 2018), tým zjistil, že planetka vyhazuje do svého okolí malé kousky kamení. „Museli jsme se pustit do pečlivých analýz, abychom se ujistili, že tyto malé částice vyvržené z povrchu nepředstavují riziko pro sondu,“ vzpomíná Moreau. Odborníky také po příletu k Bennu překvapilo, jak je povrch Bennu posetý balvany. „Opravdu jsme si mysleli, že nás po příletu k planetce čeká krásně rovný terén,“ říká Heather Enos, zástupkyně hlavního vědeckého pracovníka z University of Arizona v Tucsonu a dodává: „Skutečnost nás doopravdy hodně zaskočila.“
Zdroj: https://www.asteroidmission.org/
Aby bylo možné si poradit s extrémní a hlavně nečekanou hrubostí povrchu, museli inženýři narychlo vyvinout nové navigační postupy, které budou přesnější, aby bylo možné sondu navést do odběrné oblasti, která je menší, než se původně plánovalo. Sonda také pomohla potvrdit, ale i vyvrátit některé vědecké teorie. Mezi těmi potvrzenými byla technika používaná k pozorováním ze Země, která předvídala, že minerály na této planetce budou bohaté na uhlík a že vykazují stopy dávné vody. Jedna z teorií, která byla naopak u Bennu vyvrácena, předpokládala, hladký povrch planetky. Vědci k této teorii došli na základě měření, kolik tepla je vyzařováno z povrchu. Všechny informace získané u Bennu nyní vědci využijí ke zpřesnění výpočetních modelů, čímž se zpřesní budoucí odhady. „Tato mise ukazuje, proč musíme dělat vědu a průzkum několika různými způsoby – jak ze Země, tak z vesmíru – protože předpoklady a modely potřebují ověřit,“ říká Enos.
Přeloženo z:
https://www.nasa.gov/
Zdroje obrázků:
https://www.asteroidmission.org/wp-content/uploads/2021/01/OSIRIS-REx-Departure.png
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/20210409t142536s732ncml0v008.png
https://apod.nasa.gov/apod/image/1905/pdco-20190328-up-slope-to-limb.jpg
http://spaceflight101.com/osiris-rex/wp-content/uploads/sites/103/2016/08/osirisrex-13.jpg
https://www.asteroidmission.org/wp-content/uploads/2019/12/Jan6Particle-image.png
Tato sonda nám spolu s Hayabusou 2 otevřela okno do bizarního světa, kde pšouknutí motorku odvalí tunový balvan a rukou hozený kámen by snadno překonal 1. kosmickou rychlost daného asteroidu.
Představa nějaké těžby čehokoli – v mračnu poletujících balvanů, zvířených při prvním zbrklejším pohybu stroje – u mne vzbuzuje obavu, že bychom si neuváženým „rozhrabáváním“ podobných těles mohli v našem, po miliadrách let solidně uklizením koutku vesmíru, vytvořit slušnou spoustu smetí. Bude to velká výzva, tyhle malé světy.
Pro vědce je možná trochu smůla, že nedostanou ten prapůvodní materiál, ale spíš kameny – tedy horninu, která už prošla nějakým geologickým procesem na větším tělese, než byla opět rozbita a vyvržena do prostoru. Prostě originál nedotčený prach bude asi zastoupen málo, bůh ví, kde je mu konec. Možná se ale mýlím a vědecká cena kamínků bude stejně vysoká. A nebo tam bude obojího dost, to bych vědcům přál.
Teorie o vzniku steroidů rozpadem planety je v současnosti překonána a tak planetky Hlavního pásu , i Kuiperova pásu představují původní materiál, který neprošel diferenciací v planetách.
Ta poznámka o tunovém balvanu je trochu mimo. Pro všechna tělesa platí Newtonovy pohybové zákony, a tak i těleso o hmotnosti 1 tuny se bude všude chovat stejně.
K Vaší poznámce k poznámce o tunových balvanech –
https://kosmonautix.cz/2021/04/jak-ovlivnila-sonda-osiris-rex-odberne-misto/
Teorie vzniku asteroidů rozpadem tělesa planetární velikosti je sice dávno překonána, ale:
– většina (původních) těles hlavního pásu větších než pár desítek km prošla buď přímo diferenciací, nebo alespoň tepelnou metamorfózou (to víme ze studia meteoritů a především z výpočtů tepelné energie, které se v nich uvolnila rozpadem radioaktivních izotopů, přítomných v původním materiálu).
– až na několik největších planetek o rozměrech nad 100 km jsou všechny dnešní planetky fragmenty původně větších těles (to víme jednak ze současné závislosti počtů planetek na jejich velikosti, jednak ze statistiky jejich vzájemných srážek – u těles menších než 100 km je katastrofická srážka za dobu 4.5 mld. let rovna v podstatě jistotě).
Z toho plyne, že v hlavním pásu dnes v podstatě neexistuje původní materiál, který by nebyl nějak teplotně přeměněn (v Kuiperově pásu a v kometách to může být jinak).
——–
Pokud jde o ten tunový balvan: nevím, co na tom je mimo. Nikde totiž není psáno, že se ten balvan přemístil rychlostí srovnatelnou s rychlostí sondy. To, že je balvan na jiném místě, zjistila sonda až při snímkování několik měsíců po odběru vzorků (odkaz už sem dal Dan). Newtonovy pohybové zákony to nerozporuje – balvan dostal malý impuls od zplodin motorků, což mu udělilo buď velmi malou (ale nenulovou) rychlost, nebo velmi malý moment hybnosti. A pak měl spoustu času, aby se v prostředí mikrogravitace, které na povrchu panuje, přesunul/odkutálel.