Výzkum blízkého i vzdáleného, viditelného i neviditelného vesmíru hrál vždy v Evropské kosmické agentuře významnou roli. Po počátečních vědeckých misích v 60., 70. a 80. letech přišla v roce 1984 ESA s prvním velkým vědeckým programem, který se díval trochu více do budoucna a počítal s velkými a nákladnými misemi, které by mohly významným způsobem přispět k pochopení tajemství kosmu. Tímto programem byl The Horizon 2000 plan, jehož součástí byla např. mise Cassini-Huygens. Nesmírně úspěšná sonda k Saturnu, která pokračuje ve svém bádání do dnešních dní. Počátkem nového tisíciletí přišla ESA s novým programem nazvaným Cosmic Vision jehož součástí jsou Large missions. První velkou misí označovanou L1, se stala JUICE (Jupiter Icy Moons Explorer), která odstartuje v roce 2022 a bude detailně zkoumat Jupiter a jeho měsíce. Letošní rok nadešel čas, abychom se ale poohlédli po dalších velkých vědeckých misích, které budou po JUICE následovat.

V březnu letošního roku započal proces, jenž měl za cíl vybrat z velkého množství projektů další dva kandidáty pro budoucí velké vědecké mise L2 a L3. ESA oslovila evropskou vědeckou komunitu, aby navrhla oblast výzkumu, na kterou by se  další dvě mise z programu Cosmic Vision zaměřili. Celkem agentura obdržela 32 návrhů, ze kterých byly po dlouhých debatách vybrány dva, jež byly postoupeny k řediteli pro vědu a robotický výzkum. 28. listopadu se pak ze dvou navržených kandidátů staly odsouhlasené mise, jež brzy přejdou do fáze příprav. „Vybrat vědecké téma ze všech těch výborných kandidátů bylo obtížným úkolem. Věříme ale, že mise, které budou studovat horký energetický vesmír a gravitační vlny, vyústí v důležité objevy v oblasti kosmologie, astrofyziky a fyziky obecně“, řekla Catherine Cesarsky, předsedkyně Staršího výboru pro výzkum.

První z odsouhlasených misí třídy L se stala ATHENA (Advanced Telescope for High-Energy Astrophysics), označovaná jako L2. Bude se tedy jednat o velkou rentgenovou observatoř, kterou můžeme považovat za nástupce XMM-Newton. Původně se však jednalo o mezinárodní projekt, na kterém se podílely také NASA a JAXA a byl označován jako IXO (International X-ray Observatory). NASA ale od dohody odstoupila a vznikl tak čistě evropský projekt. ATHENA vědcům pomůže odpovědět na velké otázky. Zejména budou bádat po odpovědích na to, jak se v raném  vesmíru z velkého množství plynu a prachu postupně začaly formovat první galaxie, jak tyto galaxie rostly, vyvíjely a seskupovaly se do galaktických kup a začaly postupně formovat struktury kosmické pavučiny, kterou pozorujeme dnes. Spolu se vznikem a vývojem galaxií také úzce souvisí problematika černých děr, která v tomto projektu nezůstane pozadu a ATHENA se na ně podrobně zaměří. Plánované datum startu je stanoveno na rok 2028 a předpokládaná cena je 1,3 miliardy eur. Stávající rentgenové teleskopy ukončí svou činnost počátkem dvacátých let. Kromě ATHENY se zatím neplánují žádní jejich nástupci. Jak jistě víte, rentgenovou část elektromagnetického spektra nelze pozorovat ze Země. Z toho vyplývá, že chceme-li zajistit kontinuální pozorování části vesmíru, jež zůstává našim očím skryta, je nejvyšší čas začít s přípravami rentgenového teleskopu, který v tomto pozorování bude pokračovat.

Druhým novým projektem, který byl odsouhlasen a dojde svého uskutečnění je eLISA (evolved Laser Interferometer Space Antenna), označován také jako L3. eLISA se bude věnovat fascinujícímu výzkumu gravitačních vln. Nebude se však jednat o jedno těleso nýbrž o revoluční koncept tří nezávislých družic, které budou pracovat společně. Obíhat budou na heliocentrické dráze ve vzdálenosti 1 AU od Slunce a budou naši planetu „následovat“. Dohromady budou tvořit rovnoramenný trojúhelník „propojený“ laserovými paprsky. Délky stran trojúhelníku budou dlouhé jeden milion kilometrů. Družice se budou dělit na mateřskou a dvě dceřiné, tedy podřízené. Díky trojúhelníkové formaci vytvoří vysoce přesný obří laserový interferometr, který bude schopný odhalit i ty nejmenší odchylky vzdáleností mezi volně vznášejícími se závažími uvnitř jednotlivých družic. eLISA se bude snažit zaznamenat slabé nízkofrekvenční vlny v zakřivení časoprostoru, jež mají původ ve srážkách super masivních černých děr v jádrech prvních galaxií. Na program se také dostane ověřování platnosti teorie relativity v oblasti silných gravitačních polí, které v pozemských podmínkách není možné studovat. Vědci tak opět nahlédnou kousíček hlouběji do minulosti vesmíru. Dál než vidíme dnes a také dál než uvidí připravovaný teleskop Jamese Webba. Studium historie vesmíru pomocí elektromagnetického záření má své hranice, které nelze překročit. Díky studiu gravitace bychom se však za tyto hranice dostat mohli. Plánovaný rok pro start mise eLISA je rok 2034. Do té doby ještě bude muset být vyvinuta řada technologií, které jsou dnes zatím ve stádiu vývoje nebo dokonce jen na papíře.

Na jaké otázky nám ATHENA a eLISA odpoví?

Ačkoliv plánované starty ATHENY i eLISY jsou ještě velmi daleko, přípravy začnou již brzy. Jedná se o velké projekty, které se připravují mnoho let a musejí si projít dlouhými fázemi návrhů, plánování a přepracovávání, než se vůbec začne se stavbou samotných družic. Už začátkem příštího roku ale budou předkládány koncepce a návrhy rentgenové observatoře další generace. O spolupráci na ni i na vzdálenějším projektu gravitační observatoře mají velký zájem i čeští vědci a už nějakou dobu se do nich angažují. Patří k nim například tým z Astronomického ústavu AV ČR vedený doc. Vladimírem Karasem, skupina prof. Zdeňka Stuchlíka ze Slezské univerzity v Opavě nebo vědci z Ústavu teoretické fyziky Matematicko-fyzikální fakulty Univerzity Karlovy. Dá se také očekávat, že se na projektech L2 a L3 budou podílet některé české firmy, které si stále více razí cestu mezi evropskou kosmickou komunitu.

ATHENA a eLISA vyhrály v konkurenci velkého množství velmi atraktivních návrhů. Mezi ně patřil například infračervený teleskop, sonda k Neptunu a Tritonu, orbiter a plovoucí sonda pro Titan a další. V návrzích a plánech ukrytých v šuplících Evropské kosmické agentury čeká na své uskutečnění množství úžasných projektů. Je ale jasné, že ESA nedisponuje dostatečnými finančními prostředky pro uskutečnění všech těchto vizí v rámci velkých misí třídy L. Nezbývá nám než doufat, že pro některý z dalších projektů se najde místo ve střední třídě M. O dalším novém projektu z této skupiny bychom se měli dozvědět už v prvním čtvrtletí příštího roku.

„Zabýváním se těmito dvěma novými tématy budeme pokračovat v posouvání hranic našeho vědění a odhalování záhad neviditelného vesmíru“
Alvaro Gimenez, ředitel pro vědu a robotický výzkum Evropské kosmické agentury.

Zdroje informací:
http://www.esa.int/
http://sci.esa.int/
http://www.space.com/
https://www.elisascience.org/
http://www.scienceworld.cz/
http://forum.kosmonautix.cz/

Zdroje obrázků:
http://www.nasa.gov/
http://i.space.com/
https://www.elisascience.org/