Náš prázdninový seriál TOP 5 přichází se svým již čtvrtým dílem a ještě než se začneme věnovat vozítkům, či roverům, které brázdily a brázdí mimozemské světy, dovolte mi, abych Vám poděkoval za skvělá hodnocení dosavadních dílů. Takový úspěch jsme u tohoto seriálu opravdu nečekali. Ale teď už vzhůru na velmi specifický typ kosmické sondy. Kosmická vozítka jsou obecně mezi lidmi celkově hodně oblíbená, protože je k jejich provozu nutné úspěšné přistání, což bývá často hodně komplikované. Vozítko se navíc pohybuje, takže může stále přinášet nové a nové fotky. Díky tomu, že nefotí z oběžné dráhy, ale od objektů zájmu jej dělí pouhé desítky (často i jednotky) centimetrů, může pořizovat mimořádně detailní měření.

V dnešním díle se budeme věnovat všem vozítkům bez rozdílu – ať už byl jejich působištěm Mars, či Měsíc, ať byly řízené lidmi přímo, nebo na dálku. Kritériem pro sestavení žebříčku je nám vzdálenost, kterou vozítko ujelo. Pokud bychom udělali běžný TOP5, pak by tři místa zabraly rovery z programu Apollo. Rozhodli jsme se tedy žebříček trochu upravit, aby se dostalo na všechna zajímavá vozítka – z každé kategorie tedy zmíníme jen ten nejúspěšnější rover a jeho následovníky doplníme až v textu.

5) Yutu: 0,1189 km
Říše středu, jak se někdy Číně přezdívá, už po Měsíci pokukovala hodně dlouho. Nejprve jej zkoumala jen z oběžné dráhy pomocí sond Chang’e-1 a Chang’e-2. Prvního prosince roku 2013 se k našemu jedinému přirozenému satelitu vydala mise Chang’e-3 (viz náš článek), která měla na povrchu Měsíce přistát v lokalitě Mare imbrium a vysadit zde 140 kilogramů vážící vozítko Yutu (přeloženo do češtiny Nefritový králík). To se 14. prosince opravdu podařilo a Čína se tak zapsala do dějin jako třetí stát, který dokázal měkce přistát na povrchu Měsíce. Zároveň šlo o první měkké přistání na Měsíci od roku 1976, kdy to zvládla sovětská Luna 24.

Ale zpět k vozítku Yutu. V jeho výbavě najdeme dvojici panoramatických kamer, infračervený spektrometr, alfa-spektrometr, podpovrchový radar schopný zkoumat až do hloubky desítek metrů. Velkou pomůckou je i robotická paže schopná přímého kontaktu se zkoumanou horninou. Jeho mise měla podle původních odhadů trvat 100 dní. Během této doby mělo vozítko najezdit zhruba 10 kilometrů a prozkoumat plochu o rozloze 3 kilometry čtvereční.

Ale po 42 dnech se objevil problém v elektroinstalaci, který způsobil, že vozítko „ochrnulo“ (viz náš článek). Vědecké přístroje sice byly aktivní, ale rover nemohl hýbat se svým kamerovým stožárem, manipulovat s robotickou paží, otáčet koly, ani sklápět víko kvůli termoregulaci. I přesto však dokázal přežít ještě několik měsíců (viz náš článek).

Rover Yutu mohl mít na svém kontě mnohem více ujetých metrů, než nakonec má. Ohledně toho, kolik rover po Měsíci najezdil se vedly poměrně dlouho spory. Vědělo se, že to bylo něco kolem sta metrů, ale přesnější údaj chyběl.  Na kongresu IAC 2014 ale bylo oficiálně oznámeno, že rover ujel 118,9 metru a byla představena i mapa se zaznamenanou trasou pohybu.

4) Curiosity: 11,605 km (stále v provozu)
Tento velmi přesný údaj máme k dispozici díky stránce curiositymsl.com, kde kromě měřiče ujeté vzdálenosti najdeme také galerii pořízených snímků. Ale zpátky k samotnému vozítku. Rover Curiosity je právem označován jako nejdokonalejší vědecká laboratoř, kterou jsme kdy dostali na povrch cizího kosmického tělesa. Celé vozítko váží zhruba 900 kilogramů, přičemž na vědecké přístroje připadá celkem 75 kilogramů.

Pokud bychom měli detailně rozebírat všechny vědecké přístroje, které na vozítku jsou, pak bychom se dostali mimo možnosti tohoto článku. Omezme se proto jen na stručné konstatování, že Curiosity disponuje 17 kamerami – od černobílých navigačních, které hlídají, kam rover jede, až po barevné, které fotí okolí vozítka. Na dvoumetrovém rameni, které se ovládá s přesností na milimetr, najdeme kameru MAHLI pro detailní fotky (říká se jí digitální lupa), spektrometry, vrtačku a zařízení pro transport vzorků.

Curiosity má na sobě malou meteostanici, která měří podmínky v okolí vozítka, své vzorky může zahřívat v peci, aby důkladně změřila jejich složení, s pomocí laseru na hlavě může zkoumat složení hornin i několik metrů od aktuální polohy. O dostatečné dodávky energie se stará radioizotopový termoelektrický generátor.

Vozítko má šest kol o průměru půl metru, jejichž výplet je tvořen titanovou slitinou a samotný plášť kol slitinou na bázi hliníku. Kromě hliníku zde najdeme příměsi zinku (6%), hořčíku (2%), mědi (1%) a dalších prvků – titanu, železa, křemíku, chromu a podobně. Plášť kol je již delší dobu pod drobnohledem odborníků, jelikož se poškozuje rychleji, než se čekalo. Každé kolo disponuje vlastním, dostatečně silným pohonem. Ten by byl schopen otáčet i s hranatými pneumatikami, takže mu pár otřepků nevadí.

Vozítko by bylo schopné jízdy i kdyby plášť úplně chyběl a jezdilo se pouze po titanových žebrech. Je jasné, že v takovém případě by ale byly písečné lokality tabu a muselo by se jezdit pouze po pevném povrchu. Stav kol je tedy sice trochu překvapivý, ale výsledky mise neovlivní. V plášti jsou některé díry přímo od výroby. Ty otiskují do prašného povrchu Marsu kód v morseovce (.— .–. .-..), tedy JPL, což je odkaz na Jet Propulsion Laboratory, která za projektem stojí. Tyto otisky následně slouží k vizuální kontrole ujeté vzdálenosti pomocí kamer.

Rover se na svou cestu vydal vydal v listopadu 2011, aby 6. srpna roku následujícího úspěšně přistál v kráteru Gale. O tom, jak bylo tohle přistání komplikované a náročné, jsme detailně psali v díle TOP5, který se věnoval nejúžasnějším přistáním. Vozítko mělo základní misi plánovanou na jeden marsovský, tedy dva pozemské roky. Jeho hlavním úkolem bylo ověřit, zda na Marsu byly kdysi podmínky, které by umožňovaly vznik života.

Odpověď je ano – analýza materiálu odvrtaného v lokalitě Yellowknife bay potvrdila, že jde o vyschlé dno řeky, či jezera. Ve vzorcích se našly biogenní prvky a další analýza ukázala, že Mars opravdu disponoval podmínkami, které umožňovaly vznik jednoduchých forem života – viz náš článek. Rover je momentálně na cestě k „základnímu táboru“ pro výstup na středovou horu Mount Sharp, která se tyčí uprostřed obrovského kráteru Gale. Geologové se těší na další výzkum, protože na jejích stěnách by měly být ve vrstvách uložené informace o historickém vývoji této části Marsu.

3) Lunar roving vehicle – Apollo 17: 35,89 km
Pouze v rámci jednoho programu vystoupil člověk vlastní nohou na povrch mimozemského tělesa. Pouze v rámci jednoho programu tak mohl vyzkoušet, jaké to je řídit něco na způsob auta, ale v jiné gravitaci, v jiných podmínkách. Astronauti při Apollu 15 najezdili se svým roverem 27,76 kilometru, posádka následující zvládla 26,55 km, ale sedmnáctá výprava se dostala až na již zmíněnou hodnotu 35,89 kilometrů! Na jednu stranu chápeme, že přímo ovládané vozítko se nedá srovnávat s rovery, které se ovládají na dálku a tedy se zpožděním.

Něco úplně jiného jsou rovery na Marsu, které se přímo ovládat ani nedají. Přesto sem Lunar rovery bezesporu patří. Staly se jedním ze symbolů programu Apollo a astronautům se díky nim otevřely nové možnosti. Rázem bylo možné prozkoumat mnohem větší oblasti. Základním předpokladem byla vždy bezpečnost, aby se posádka mohla v případě poruchy vrátit k lunárním modulu. Proto výpravy začínaly v maximální vzdálenosti a postupně se blížily k lunárnímu modulu.

Měsíční buginy vážily pouhých 210 kilogramů a jejich úkolem bylo zvládnout převoz dalších téměř 490 kilogramů po povrchu Měsíce. I při plné zátěži byla světlá výška roveru 35 centimetrů. O odpružení se staraly dvojice horizontálních ramen s dvojicí torzních tyčí. Rám vozítek měl rozvor 2,3 metru a délku 3 metry. K jeho sestavení bylo potřeba 2219 trubkových profilů z hliníkové slitiny. Dvojice křesel měla sedátka z nylonových sítěk, přičemž podlahu pokrýval hliníkový plech. O základní bezpečí se staral pás na suchý zip.

Kola byla vyrobena z kovové tkaniny z pozinkovaných ocelových vláken a dezén tvořily titanové plošky. Každé kolo mělo svůj vlastní pohon  stejnosměrný trakční motor o výkonu 200W (s mechanickou brzdou a harmonickou převodovkou mohl točit 10 000 otáček/minutu). O zatáčení se staraly dva elektromotory o výkonu 100W. Jelikož měl rover obě nápravy řiditelné, mohl opisovat zatáčky o poloměru 3 metry. V případě potřeby bylo možné zablokovat zatáčení jedné z náprav. O dodávky energie se starala dvojice baterií na stříbro-zinkové bázi s elektrolytem z hydroxidu draselného – jejich kapacita byla 121 Ah a napětí 36 V.

Téměř již legendární jsou historky o ztrátě blatníku na Apollu 16, takže při jízdě se vozítko i s astronauty pokrývalo jemným prachem, nebo podobný případ z Apolla 17, kdy se astronauti snažili opravit nárazník lepící páskou, ale moc jim to nešlo. Ať už těmto vozítkům říkáme jakkoliv – Apollo rover, Lunar rover, Lunar Roving vehicle, Moon buggy – vždy si za nimi představíme tenhle velmi zajímavý kousek techniky, který se bohužel nedočkal pokračování.

2) Program Lunochod – Lunochod 2: 39 kilometrů
Jedním ze zlatých hřebů sovětské kosmonautiky je bezesporu program Lunochod, který sestával ze dvou nepilotovaných vozítek, která brázdila povrch Měsíce. Zatímco první Lunochod 1 zvládl „jen“ (v hodně velkých uvozovkách) 10,5 km, jeho nástupce, Lunochod 2 zakončil svou misi s 39 najetými kilometry. Na povrch Měsíce byl vysazen v lednu 1973 sondou Luna 21. Jeho pracovním prostorem byl kráter Le Monnier na západě pohoří Montes Taurus.

Řízení vozítka bylo mimořádně složité. Kvůli vzdálenosti mezi Zemí a Měsícem museli operátoři ovládat pohyb Lunochodu velmi opatrně a pomalu. Zpoždění totiž bylo hned dvojnásobné – než stroj zareagoval na zaslaný pokyn a pak než se na Zemi dostala informace o provedení manévru. Pozemní týmy tak musely pracovat mimořádně opatrně. I přesto dokázal Lunochod 2 pracovat 4,5 měsíce, což je sice jen polovina toho, co zvládla „jednička“, ale po vědecké stránce byl druhý exemplář mnohem přínosnější! Celému programu se v našem starším článku velmi důkladně věnoval Tomáš Přibyl.

Někteří historici prvnímu Lunochodu vyčítají, že se až příliš honil za dálkovými rekordy na úkor realizované vědy. Zde si dovolím citovat z již zmíněného článku Tomáše Přibyla: „Vědci však měli smůlu: mohli pohyb robota sledovat, ale nesměli do něj jakkoliv zasahovat. Neměli tedy vliv na to, které geologické útvary budou detailněji prohlížené nebo kdy a kde se udělají výzkumné zastávky. Když se vojenští inženýři rozhodli něco udělat, tak to prostě udělali. Alexandr Basilevskij, celosvětově uznávaný lunární geolog z Vernadského institutu geochemie už nevydržel dívat se na takto promarněnou šanci a jednoho dne se ozval. Bylo mu následně důrazně vysvětleno, že vozidlo je „lunochod“ – a ne „lunostop“, takže žádné zastávky s vědeckým obsahem nebudou.“ Druhý lunochod už to ale napravil a pořídil 86 panoramatických fotek a téměř různých 80 000 snímků!

840 kilogramů vážící Lunochod 2 nesl na své palubě několik vědeckých přístrojů. Kromě snímkovací kamery bychom tu našli koutový odražeč laserových paprsků francouzské výroby, rentgenový teleskop, rentgenový spektrometr, detektor radiace, penetrometr a fotometr. Lunochod 2 patří právem do zlatého fondu kosmonautiky. Dokázal totiž výrazně rozšířit naše znalosti o Měsíci – a to navíc v době, kdy snímkovací a měřící technika teprve nabírala dech. Ohledně ujeté vzdálenosti se odhady liší – Dříve se udávala hodnota 37 kilometrů. Později vědci z moskevské univerzity oznámili, že po analýze dat z americké sondy LRO zjisitli, že Lunochod 2 ujel něco mezi 42,1 a 42,2 kilometry. Po debatě s americkými kolegy svá měření upravili na aktuálně přijímanou hodnotu 39 kilometrů.

1) Mars Exploration Rover – Opportunity: 42,5 km (stále v provozu)
Nezničitelný rekordman! Pokud bychom hledali dvě slova, která nejlépe vystihnou vozítko Opportunity, nemohli bychom vybrat lépe. K Marsu se vydali dva zástupci programu MER – společně s Opportunity to byl i rover Spirit, který po ujetí téměř osmi kilometrů po mnoha technických problémech zapadl do písku a kvůli tomu nepřežil zdejší zimu. Jeho dvojče Oportunity ale brázdí povrch Rudé planety i více než jedenáct let po přistání. Psal se 25. leden roku 2004, když do oblasti Meridiani Planum dosedl sbalený rover Opportunity. Plán počítal s tím, že bude jezdit po Marsu 90 dní. Realita byla však jiná – základní mise se protáhla na 46 násobek a stále roste (viz náš nedávný článek). Rover, který měl ujet jen několik set metrů, maximálně několik kilometrů nedávno překonal maratónskou hranici (viz náš článek).

Zhruba 185 kilogramů vážící vozítko poháněné energií ze solárních panelů měří na výšku 1,5 m, na šířku 2,3 m a na délku 1,6 m. Na úrovni solárních panelů se nachází antény pro spojení se Zemí, také tu v přední části začíná stožár, který nese kamery a spektrometr tepelných emisí (Mini-TES), který zjišťuje složení hornin díky tomu, jak vyzařují teplo. Pod úrovní této horní desky najdeme dva páry kamer pro sledování směru jízdy a případných překážek. Na přední části roveru je umístěna robotická paže s vědeckými přístroji.

Na pohyblivém rameni najdeme Mössbauerův spektrometr, který ve vzorcích hledá železo, spektrometr rentgenového a alfa záření, mikroskopický zobrazovač pro podrobné fotky kamenů, ale i rotační kartáč pro očištění zkoumaných útvarů od všudypřítomného prachu. Vyjmenovat všechny důležité momenty a objevy by vydalo na několik článků. Kdo by měl zájem připomenout si nesnadný osud obou vozítek spojený i se všemi důležitými objevy, ten by neměl vynechat náš seriál Maratónsky beh po Marse.

Vozítko Opportunity se pro svou výdrž stalo symbolem, který něco říká i lidem, kteří se o kosmonautiku příliš nezajímají. Na internetu se objevují vtípky, ve kterých hraje hlavní roli nezničitelný rover. Kromě jiného se třeba šíří zvěsti, že pokud bude NASA chtít ukončit jeho provoz, nezbude jí nic jiného, než vozítko zastřelit.

Ještě než ukončíme aktuální článek, chtěl bych Vám opět poděkovat za opravdu nečekaný úspěch, který sklidily dosavadní díly našeho seriálu TOP5. Velmi nás Váš zájem těší a pokud se Vám líbil i tento článek, budeme rádi, pokud jej ohodotíte pomocí hvězdičkového hodnocení. V našem dnešním článku bylo pořadí dáno podle jasných podmínek – ujeté vzdálenosti. Ale co kdybyste o pořadí rozhodovali Vy? Souhlasili byste s těmito stroji, nebo Vám zde chybí některý, pro který máte slabost? De facto se nedostalo jen na Sojourner, ale klidně můžete svou pozornost obrátit i do budoucnosti – třeba na evropský rover z programu ExoMars, nebo americký Mars rover 2020. Komentáře jsou Vám plně k dispozici.

Zdroje informací:
https://en.wikipedia.org/
http://curiositymsl.com/
http://www.planetary.org/
https://kosmonautix.cz/
https://en.wikipedia.org/
http://mars.nasa.gov/
https://an.rsl.wustl.edu/

Zdroje obrázků:
http://netdna.coolthings.com/…/2014/01/NASA-Mars-Curiosity-Rover-LEGO-2.jpg
http://nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary/image/chang_e_3_yutu_rover.jpg
http://i.space.com/images/i/000/046/255/original/chang-e-3-rover-full-shot.jpg?1426180480
http://www.unmannedspaceflight.com/index.php?act=attach&type=post&id=34406
https://upload.wikimedia.org/…Self-Portrait_by_Curiosity_Rover_Arm_Camera.jpg
http://static1.squarespace.com/…/53f373b7e4b04b7b474ba0fe/1408463842079/
http://i.ytimg.com/vi/P4boyXQuUIw/maxresdefault.jpg
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/ed/Apollo15LunarRover.jpg
https://upload.wikimedia.org/…/NASA_Apollo_17_Lunar_Roving_Vehicle.jpg
kniha Lunar and Planetary Rovers
https://upload.wikimedia.org/…/1024px-Lunokhod_2_%28DSC_0031%29.JPG
Snímek Tomáše Přibyla
http://www.spaceflightinsider.com/…NASA-image-posted-on-SpaceFlight-Insider-647×518.jpg
http://www.tothemoon.com/…/gallery-uploads/o_19k2j9dbk1dcmmlkoqc1kg95stn.jpg
http://imgs.xkcd.com/comics/opportunity.png