Že nás v roce 2018 čeká bohatá sklizeň atraktivních startů, jsme Vás již v minulosti mnohokrát informovali. Inženýři nejen na Kennedyho středisku tak budou mít plnou hlavu zajišťování všech náležitostí pro vypuštění vědeckých družic i meziplanetárních sond. Američané chystají na letošní rok celkem šest těchto misí, které jsou navíc akumulované do období jen trochu delšího než pouhých šesti měsíců. Jako první z tohoto „pelotonu“ vyrazí do vesmíru meteorologická družice GOES-S, která by měla do vesmíru startovat už 1. března na raketě Atlas V. A ani v dalších týdnech a měsících se rozhodně nudit nebudeme!

Jakmile bude meteorologická družice ve vesmíru, pozornost se zaměří na teleskop studující planety, které obíhají kolem cizích hvězd, pak přijde na řadu lander, který dosedne na povrch Marsu, následovat bude malá sonda studující interakci mezi sluneční činností a zemskou atmosférou, aby mohla ke slovu přijít sonda, která se ke Slunci přiblíží více, než jakýkoliv lidský výtvor v dějinách. Pestrou řadu pak zakončí družice, která prostuduje slábnoucí ledový příkrov planety.

Těchto šest startů proběhne ze šesti různých odpalovacích ramp a využije se k němu šest různých raketových konfigurací. Pokud bychom sečetli ceny všech šesti projektů, dostaneme se zhruba na sumu šest miliard amerických dolarů. Mise jsme Vám popsali již v předchozím odstavci, ale pro přehlednost ještě přidáme jejich podrobnější výpis.

• 1. března: GOES-S (Atlas V-541 / Space Launch Complex 41 na Cape Canaveral Air Force Station)
• 20. března: TESS (Falcon 9 / Space Launch Complex 40 na Cape Canaveral Air Force Station)
• 5. května: InSight (Atlas V-401 / Space Launch Complex 3-East na Vandenberg Air Force Base)
• 31. července: Parker Solar Probe (Delta IV Heavy / Space Launch Complex 37B na Cape Canaveral Air Force Station)
• 12. září: ICESat 2 (Delta II-7420 / Space Launch Complex 2-West na Vandenberg Air Force Base)
• Termín neznámý: ICON (Pegasus-XL / Atol Kwajalein / Marshallovy ostrovy)

Tento výpis však neobsahuje všechny činnosti, které NASA na další měsíce chystá. Do seznamu nejsou započítány menší projekty, mezi které patří třeba vypuštění cubesatů od NASA na raketě Electron.

GOES-S

Na Mysu Canaveral zatím probíhají přípravy na první americký vědecký start letošního roku. Sestavování rakety Atlas V pro družici GOES-S začalo už 31. ledna v prostoru Vertical Integration Facility na floridské rampě číslo 41. Jakmile byl centrální stupeň vztyčený, byly k němu připojeny všechny čtyři urychlovací bloky na tuhé palivo, načež přišel horní stupeň Centaur. Ten při této misi zažehne svůj motor RL-10 hned třikrát – družice GOES-S totiž bude pracovat na geostacionární dráze ve výšce 35 800 kilometrů nad rovníkem.

Tato družice obsahuje mnoho vylepšených systémů, které přinesou meteorologům přesnější a hlavně častěji aktualizované informace o chování počasí – od jeho běžných podob až po extrémní projevy jako jsou hurikány či ničivé bouře. Samotný satelit bude i s aerodynamickým krytem připojen na vrchol rakety právě dnes – 16. února. Výrobcem družice je Lockheed Martin a pokud se vše podaří, přidá se GOES-S ke své sesterské družici GOES-16, která se do vesmíru dostala v listopadu roku 2016.

Samotný start této 5200 kilogramů těžké družice je naplánován na 1. března a dvouhodinové startovní okno se otevírá ve 23:02 našeho času. U družice GOES platí, že do vesmíru letí pod označením, které používá písmeno a po vystřelení na oběžnou dráhu dostanou nové označení. GOES-S by se tak ve vesmíru měla změnit na GOES-17 a do konce letošního roku by měla vstoupit do operačního provozu. Jejím úkolem bude sledovat oblast Tichého oceánu včetně západního pobřeží USA, Aljašky a Havaje.

Aktivace předchozí družice GOES-16 (startovala jako GOES-R) trvala skoro rok a satelit nyní dohlíží na východní pobřeží USA včetně hurikánových oblastí v Atlantiku, Karibiku a Mexickém zálivu. Nová generace družic, která se podle prvního exempláře označuje jako GOES-R, počítá s vypuštěním dalších dvou exemplářů, jejichž starty jsou zatím naplánovány na roky 2020 a 2024. Tyto družice mají postupně nahrazovat stárnoucí satelity agentury NOAA na geostacionární dráze.

„Pokud se start i aktivace družice podaří, tak GOES-S uvidí západ Spojených států v opravdu vysokém rozlišení. Společně s dalšími družicemi z nové generace se tak prodlouží životnost sestavy geostacionárních družic agentury NOAA do roku 2036,“ popsal Tim Walsh, ředitel programu GOES-R. „Tahle družice je naším nejnovějším přírůstkem, díky ní budeme mít vysokým rozlišením pokryté celé Spojené státy. S využitím těchto dat získáme lepší pozorování mnohem rychleji než kdy dříve,“ doplnil Joe Pica, ředitel Národní kanceláře meteorologické služby.

TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite)

Pouhé tři týdny po startu mise GOES-S se floridský kosmodrom opět dostane do centra dění. Raketa Falcon 9 od firmy SpaceX má totiž vynášet vědeckou družici Transiting Exoplanet Survey Satellite, zkráceně TESS. Falcon doručí náklad na protáhlou parkovací dráhu, jejíž nejvzdálenější bod dosáhne do vzdálenosti 255 000 kilometrů, což je skoro 60% vzdálenosti Měsíce od Země. Po oddělení od horního stupně si družice o hmotnosti 370 kilogramů s pomocí vlastních motorů sama upraví dráhu tak, aby prolétla kolem Měsíce. Tento gravitační manévr (společně s následným zážehem palubního motoru) pomůže dosáhnout závěrečné oběžné dráhy, která není zrovna obvyklá.

TESS bude kolem Země obíhat po dráze ve výšce 108 000 – 376 000 kilometrů v rezonanci 2:1 s Měsícem. Jeden oběh kolem naší planety jí tak zabere dva týdny. Inženýři plánují, že zabere dva měsíce, než se tato neobvyklá dráha vyladí a než skončí postartovní testy. Po nich by měla observatoř vstoupit do dvouleté primární mise, v rámci které bude TESS hledat exoplanety, tedy planety, které obíhají kolem cizích hvězd.

Její srdce tvoří čtyři širokoúhlé kamery, které se zahledí do hlubokého vesmíru. TESS použije podobnou metodu, jaká se osvědčila známému teleskopu Kepler. Jde o tranzitní fotometrii, tedy hledání drobných poklesů v jasnosti hvězd, které (pokud jsou pravidelné) prozradí, že kolem hvězdy obíhá planeta, která ji ve stálých časových rozestupech trochu zastíní. Kepler však prozkoumává jen relativně malou oblast oblohy – oproti tomu TESS by měl během své primární mise prozkoumat kompletně celou oblohu.

Tato družice je navržena tak, aby hledala planety u jasných a relativně blízkých hvězd. Přáním jejích konstruktérů je, aby se podařilo objevit planety, které jsou dost blízko pro pozorování Hubbleovým teleskopem nebo Dalekohledem Jamese Webba, který má startovat příští rok. TESS by mohl identifikovat tisíce exoplanet a odhady hovoří o možnosti najít zhruba 50 kamenných světů s hmotností srovnatelnou se Zemí nebo s Venuší.

Stavbu tohoto teleskopu zajistila firma Orbital ATK a čtyři vědecké kamery vyvinuli specialisté z MIT, konkrétně z Kavli Institute for Astrophysics and Space Research a Lincoln Laboratory. Půjde o první vědeckou misi pro NASA, kterou Falcon 9 vynese z Floridy. Zásobovací mise pro ISS sice startují z Floridy, ale patří do jiného programu. Jediná vědecká mise od NASA, kterou zatím Falcon obsloužil, byla družice Jason-3, ovšem ta startovala z Vandenbergovy základny na západním pobřeží.

Start je zatím naplánován na 21. března v 0:58 SEČ. Jelikož mise využije k dosažení neobvyklé dráhy průlet kolem Měsíce, je možné startovat pouze v některých dnech. SpaceX disponuje na Floridě dvojicí startovních ramp a podle dosavadních údajů by se mělo startovat z rampy číslo 40. Stále je tu však možnost přesunu na nedalekou rampu 39A. Ke startu se použije zbrusu nová raketa ve vývojové verzi Block 4, NASA totiž před pár měsíci kývla na to, aby se pro zásobovací mise k ISS používaly stupně, které již jednou letěly, ale u vědeckých družic je certifikace složitější, ale už probíhá. NASA má zatím se SpaceX domluvené další dva vědecké starty na roky 2020 (Sentinel-6A) a 2021 (SWOT). I tyto mise by podle dosavadních dokumentů měly letět na nových stupních, ale není vyloučeno, že se to nezmění. Certifikace by i díky dosavadním úspěchům v této oblasti nemusela trvat moc dlouho.

InSight

Pro další start musíme opustit východní pobřeží a z Floridy se přesuneme na opačný konec Spojených států – do Kalifornie. Ještě nikdy ze zdejší Vandenbergovy základny neletěla žádná meziplanetární mise – všechny zdejší starty mířily jen do nejbližšího okolí Země. To se teď ale změní. Kosmodrom umístěný zhruba 225 kilometrů severozápadně od Los Angeles by měl být v květnu místem startu rakety Atlas V s landerem InSight, který odsud poletí k Marsu.

Pokud se nic nepokazí, mělo by ke startu z rampy Space Launch Complex 3-East dojít 5. května ve 13:10 našeho času, přičemž velké startovní okno trvá až do 8. června. Sonda se k Marsu po skoro sedmi měsících letu dostane 26. listopadu a bude ji čekat vstup do atmosféry, sestup a přistání v lokalitě Elysium Planitia. Jedná se o poměrně rozlehlou pláň u rovníku a InSight by měl měkce dosednout díky perfektně načasovanému koncertu pokynů, ve kterých budou hlavní roli hrát tepelný štít, nadzvukový padák a brzdící motory.

Pokud se Vám sonda InSight zdá povědomá, není to jen Váš dojem. Konstrukce landeru vychází z osvědčené sondy Phoenix, která na Marsu přistála v roce 2008. Také InSight disponuje robotickou paží – ta však nebude rýpat do povrchu, ale místo toho do okolí rozloží vědecké přístroje. Mezi nimi najdeme velmi přesný seismometr, který má sledovat chvění povrchu, dále je tu tepelná sonda, která se sama zahrabe do hloubky 5 metrů, aby mohla přesně měřit množství tepla, které k povrchu proudí z nitra planety.

InSight měl původně letět už v březnu 2016, ale při testech se objevily problémy s netěsností vakuového kontejneru v nejdůležitější části – seismometru SEIS. Bylo jasné, že se problém musí opravit a vše znovu otestovat. Startovní okno v roce 2016 se tak nestihlo a protože Země a Mars se do pozice vhodné pro start dostanou jednou za 26 měsíců, bylo jasné, že se bude muset vypuštění odsunout na rok 2018. Právě výsledky z francouzského seismometru jsou tím, na co se asi vědecká komunita těší u této mise nejvíce. S využitím těchto informací bychom mohli mnohem lépe pochopit, jak se před dávnými časy formovaly kamenné planety sluneční soustavy.

Přesun sondy z výrobní haly firmy Lockheed Martin v Denveru na Vandenbergovu základnu je zatím plánován na 28. února. Díly rakety Atlas V pro tuto misi již dorazily na kosmodrom a sestavování by mělo začít 2. března. Atlas V poletí v konfiguraci 401, což je nejslabší dostupná verze – aerodynamický kryt je čtyřmetrový a raketa nemá žádné urychlovací motory na tuhé palivo.

Parker Solar Probe

Z Kalifornie zpátky na Floridu a od nejslabší verze Atlasu V k nejsilnější verzi raket Delta. Nosič Delta IV Heavy se mohl ještě před pár týdny chlubit titulem „nejsilnější raketa současnosti“, ale po premiéře Falconu Heavy mu tohle označení již nepatří. To však nic nemění na tom, že pohled na tuhle raketu je vždy ohromným zážitkem. Na konci července by navíc měla vynášet velmi zajímavý náklad. Půjde o americkou sondu Parker Solar Probe, která se ke Slunci přiblíží sedmkrát blíže, než dřívější nejbližší sonda.

Ke startu by mělo dojít 31. července v 16:07 našeho času, kdy se otevírá 19 dní dlouhé startovní okno. To je definováno pozicí planety Venuše, kolem které sonda Parker Solar Probe opakovaně prolétne. Celkově sedm gravitačních manévrů se postará o postupné snižování vzdálenosti nejbližšího bodu dráhy od Slunce.

Delta IV Heavy navíc využije dodatečný horní stupeň na tuhé palivo a měly by se tak přepisovat historické tabulky. Až doposud se titulem „nejrychlejší sonda po oddělení od rakety“ honosila sonda New Horizons, kterou v roce 2006 vynášela raketa Atlas V – sonda tehdy dosáhla rychlosti 16,26 km/s (58 536 km/h). Parker Solar Probe by však měla zemské gravitační pole opustit ještě rychleji.

Sonda pojmenovaná po významném astrofyzikovi – Eugene Parkerovi, který předpověděl existenci slunečního větru. Parker Solar Probe (dříve nazývaná Solar Probe +) se ke Slunci po několika obězích přiblíží jen na 6,2 milionu kilometrů, což je více než 10× blíže, než kde kolem Slunce obíhá planeta Merkur! Aby ji extrémní teploty a sluneční radiace nezničily, bude vybavena speciálním tepelným štítem. Díky tomu se bude moci ke Slunci přiblížit jen na minimální vzdálenost, aby mohla prozkoumat zdroje slunečního větru. Citlivé senzory se pokusí vystopovat a pochopit principy, které urychlují částice na rychlost až 400 km/s.

Stavbu této družice, která nám pomůže pochopit, jak Slunce funguje, zajišťuje Applied Physics Laboratory, která spadá pod Johns Hopkins University. Nasbíraná data nám pomohou lépe předvídat chování Slunce, které má vliv i na komunikační a navigační systémy, na kterých je současná civilizace životně závislá – a to nemluvím o vlivu na elektrickou rozvodnou síť.

Start Parker Solar Probe bude jubilejní desátou misí, na kterou Delta IV Heavy vyrazí. Tento nosič je svou konstrukcí podobný nyní známému Falconu Heavy – jde o trojicí „prvních stupňů“, které však na rozdíl od Falconu nespalují kapalný kyslík a letecký petrolej, ale kapalný kyslík a kapalný vodík. Právě tento hořlavý plyn způsobuje, že Deltu při každém startu obklopí ohnivý oblak, který sežehne její povrch. Raketě nebezpečí nehrozí, ale tohle představení pomáhá zvyšovat atraktivitu jejích startů.

ICESat-2

Na září je zatím plánován start úplně posledního exempláře rakety Delta II. Jako závěrečná mise se do tabulky zapíše vědecká družice ICESat-2, která poletí z Vandenbergovy základny v Kalifornii. Tato raketa začala létat v roce 1989 a v září přijde její 155. start. „S Deltou 2 jsem vyrostl,“ říká Chuck Dovale, manažer Launch Services Program a dodává: „Vždycky byla má oblíbená. Je smutné, že končí. Bude hezké vidět, že start družice ICESat-2 skončí úspěšně, ale bude to takové hořkosladké.“ Společnost ULA se rozhodla, že zastaví produkci raket Delta II a zaměří se pouze na zachování raket Delta IV a Atlas V. Ostatně i těmto raketám se postupně blíží konec – kupříkladu medium verze Delty IV (tedy verze s jediným prvním stupněm), poletí naposledy v roce 2019.

Startovní okno pro ICESat-2 se otevírá 12. září ve 14:46 našeho času. Družici vyrobila firma Orbital ATK a na její palubě najdeme především laser, který je speciálně navržený k měření změn elevace (výšky) ledových příkrovů v Antarktidě a v Grónsku. Jde přitom o měření s přesností na 4 milimetry! Klimatologové, geologové i další vědci, použijí data z této družice k přesným výpočtům množství tajícího ledu i v těžko dostupných oblastech ledových plání vlivem stoupajících teplot. ICESat-2 je (jak již název napovídá) nástupcem družice ICESat, která monitorovala světový led mezi roky 2003 a 2009.

ICON (Ionospheric Connection Explorer)

Ze všech  družic, o kterých se v tomto článku píše, je nejmenší ICON – Ionospheric Connection Explorer. Ke startu na raketě Pegasus XL od firmy Orbital ATK byla připravena již na konci loňského roku, ale vše se muselo odložit. Kontrola totiž naznačila „obavy o spolehlivost“ mechanismu, který se měl postarat o roztržení šroubů. Tento systém je velmi důležitý, aby se aerodynamický kryt odhodil a také, aby se družice po dosažení oběžné dráhy oddělila od horního stupně.

Inženýři zatím stále řeší různé možnosti, jak tento problém vyřešit, takže zatím neznáme žádný termín startu této mise. Samotný start rakety bude neobvyklý. Tedy on bude neobvyklý jen z pohledu ostatních raket – z hlediska nosiče Pegasus-XL půjde o klasický letový profil. Nosná raketa se připne pod letoun L-1011, který vystoupá do výšky několika kilometrů. Zde se raketa odhodí a po pár sekundách zapálí svůj motor na tuhé palivo a vydá se k obloze.

Původní plány počítaly s tím, že by letoun odstartoval z Reagan Test Site na atolu Kwajalein na Marshallových ostrovech v Tichém oceánu, ale nyní je ve hře možnost přesunout start na Floridu. Ostatně z východního pobřeží už letoun s podvěšenou raketou Pegasus již startoval – v roce 2016 vypouštěl osm malých družic CYGNSS pro sledování hurikánů. Na atolu Kwajalein se totiž startuje z oblasti Reagan Test Site, která se používá ke zkouškám vojenských střel a proto je prostor pro přesuny civilního/vědeckého nákladu poměrně zúžený.

Oproti tomu floridský kosmodrom má mnohem volnější podmínky. Mise ICON má zkoumat chování plasmatu v zemské ionosféře. Družice bude kolem naší planety kroužit ve výšce 575 kilometrů, přičemž dráha bude vůči rovníku skloněna o 27°. Tato dráha by se dala dosáhnout i při z startu Floridy – letělo by se nad Atlantik.

Zdroje informací:
https://spaceflightnow.com/
https://www.nasa.gov/
https://blogs.nasa.gov/
https://www.nasa.gov/
https://tess.gsfc.nasa.gov/
https://www.nasa.gov/
https://mars.nasa.gov/
http://parkersolarprobe.jhuapl.edu/
https://www.nasa.gov/
https://www.nasa.gov/
https://icesat-2.gsfc.nasa.gov/
http://icon.ssl.berkeley.edu/
https://www.nasa.gov/

Zdroje obrázků:
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/28338191319_d1022f6b35_o.jpg
https://blogs.nasa.gov/goes/wp-content/uploads/sites/280/2018/01/GOES-S-Centaur-DOC.jpg
https://blogs.nasa.gov/…/sites/280/2018/02/GOES-S_Atlas-V-First-Stage-683×1024.jpg
https://blogs.nasa.gov/…/uploads/sites/280/2018/01/GOES-S-Encapsulation-1024×683.jpg
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/tess_alone_high_res.jpg
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/tess_7.jpg
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/tess_5.jpg
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/pia22204.jpg
http://www.nasaspaceflight.com/wp-content/uploads/2014/05/Z53.jpg
https://blogs.nasa.gov/…/uploads/sites/246/2017/08/KSC-20170801-PH_KLS01_0142.jpg
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/observingsunposter.jpg
https://mk0spaceflightnoa02a.kinstacdn.com/wp-content/uploads/2018/02/baur_9597.jpg
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/icon-in-orbit.jpg