„Má úsměv po otci,“ nebo „Ty tváře, to je celá maminka,“ takové a podobné věty často slýcháme když rodinní příslušníci nebo přátelé srovnávají vzhled malého člena rodiny s jeho pokrevnými příbuznými. Jak si ale dnes ukážeme, tak podobné „dědění“ se může týkat i neživých věcí, jako jsou kosmické sondy. Evropská kosmická agentura připravuje misi k nejmenšímu asteroidu, jaký byl kdy zkoumán. Mise Hera má přitom využít kameru, která vznikla pro zkoumání toho největšího „asteroidu“ – trpasličí planety Ceres. Ano, řeč je samozřejmě o odkazu mise Dawn, která tento zajímavý svět zkoumala několik let.
Připravovaná mise Hera je v současné době ve fázi detailního návrhu, než bude předložena evropským ministrům v rámci ministerského setkání Space19+ na konci letošního roku. Pokud mise dostane zelenou, měla by odstartovat v roce 2023 a jejím cílem bude dvojplanetka – kolem hlavního objektu Didymos o průměru 780 metrů totiž obíhá menší asteroid-měsíc přezdívaný Didymoon, jehož průměr je pouhých 160 metrů.
Zdroj: https://www.esa.int
Zatímco návrh sondy se připravuje, tak kamera AFC (Asteroid Framing Camera), díky které se má sonda orientovat ve vesmíru a měla by pomoci i s výzkumem planetky, je již hotová. tedy abychom byli přesní, měli bychom mluvit o dvou kamerách. Hera totiž má kvůli redundanci nést dvojici identických kamer, které jsou momentálně uložené v ochranné dusíkové atmosféře v německém Göttingenu.
„AFC vznikla specificky pro potřeby mise Dawn, která prozkoumala dvě největší tělesa pásu asteroidů – planetku Vesta s průměrem 525 kilometrů a trpasličí planetu Ceres s průměrem 946 kilometrů. Na sondě nebyla žádná jiná kamera, takže AFC měla klíčovou úlohu. Její snímky sloužily jak k navigaci, tak i k vědeckému výzkumu,“ říká Holger Sierks z Institutu Maxe Plancka pro výzkum sluneční soustavy a dodává: „ AFC fungovala jako švýcarské hodinky během celé jedenáct let dlouhé mise. Než sonda v listopadu 2018 ukončila svou službu, klesla do výšky 30 kilometrů, odkud AFC pořídila perfektní snímky různých míst včetně jasných bodů. Kamera vybavená sedmi spektrálními filtry od viditelného až po blízkou infraoblast, byla schopna pořídit spektrální měření těchto útvarů, ale i zbytku asteroidu. Osmý filtr byl čistý a používal se, když AFC pořizovala snímky pro navigační účely a širokopásmový průzkum povrchu.“
Zdroj: https://www.esa.int
Do Spojených států byly dodány dva letové exempláře kamer AFC, které zajistila spolupráce mezi německou agenturu DLR a Institutem počítačového a síťového inženýrství Univerzity v Braunschweigu. V Institutu zůstala záložní kamera, která vznikla pro případ, kdyby bylo potřeba nahradit jeden z letových modelů. „Pořád jsme měli zálohu – všechny subsystémy v letové kvalitě včetně optiky, které bychom mohli integrovat a vytvořit kompletní kameru. Nakonec jsme tedy měli dva letuschopné záložní exempláře,“ vzpomíná Holger Sierks a dodává: „Chtěli jsme pro ně najít praktické využití a tak jsme se rozhodli, že tyto ostrým provozem prověřené kamery nabídneme nové evropské misi do Pásu asteroidů.“
Zdroj: https://www.esa.int
Samotná kamera AFC váží 5,5 kilogramu a její rozměry jsou srovnatelné s počítačovou tiskárnou. Disponuje elektrickým systémem i datovým úložištěm – samozřejmě nemůže chybět tepelně izolovaný teleskop, který z ní ční. Aby byla zajištěna maximální citlivost, je samotný detektor CCD ochlazován na teplotu -60°C. Jeden kvalifikační model kamery už byl zapůjčen do španělské firmy GMV, která vyvíjí autonomní navigační systémy pro misi Hera. Tým tak dostal možnost otestovat své algoritmy pro detekci povrchových útvarů na hardwaru, který by mohl skutečně letět.
Někoho možná napadne, zda nebude problém, že AFC byla vytvořena pro snímkování Vesty a Ceres, tedy velkých těles, která se fotí z větší dálky. Holger Sierks však vysvětluje, že tato kamera měla dobře posloužit i na misi Hera, která se bude potýkat s jiným prostředím: „Když jsme ji navrhovali, znali jsme tyto dva objekty jen jako malé tečky na obloze. I Hubbleův teleskop je zaznamenal s šířkou jen pár obrazových bodů. Podobně, jako dnes vidíme Didymos. Optická část kamery – výtvor mnichovské firmy Kayser-Threde, kterou dnes vlastní OHB – nemá žádné vady a poskytuje ostrý obraz až do vzdálenosti 150 metrů od povrchu.“
Specialisté z Institutu Maxe Plancka pro výzkum sluneční soustavy mají s vývojem kamer zkušenosti – podíleli se třeba na snímkovacím přístroji Osiris, který nesla evropská mise Rosetta. „Tahle tělesa by běžnému lidskému oku připadala černá jako kus uhlí, takže potřebujeme vysoce citlivé detektory a správně nastavit expoziční časy, abychom spatřili to, co chceme.“
Zdroj: https://www.esa.int
Zdroje informací:
https://www.esa.int/
http://www.esa.int/
Zdroje obrázků:
http://www.esa.int/…/hera_at_didymos/15359917-7-eng-GB/Hera_at_Didymos.jpg
https://www.esa.int/…/17535235-1-eng-GB/Asteroid_Framing_Camera.jpg
https://www.esa.int/…/spectral_filters/19301951-1-eng-GB/Spectral_filters.jpg
https://www.esa.int/…/camera_being_tested/19302099-1-eng-GB/Camera_being_tested.jpg
https://www.esa.int/…/cameras_in_storage/19302138-1-eng-GB/Cameras_in_storage.jpg
Nechce se mi věřit tomu, že by se dvacet let stará konstrukce nedala vylepšit a zejména nově postavit na míru zkoumaného objektu.
Ke stejnému asteroidu se chystá, pokud vím, i NASA, jsem zvědav na její přístrojové vybavení a posléze na srovnání výsledků průzkumu.
A co konkrétně byste chtěl vylepšit? Parametry kamery jsou Vám málo?
Podle mého názoru je používání již vyvinutých přístrojů dobrá cesta ke zlevnění misí. Všude se bojuje o finance, a třeba právě Hera je levnější náhradou za z finančních důvodů (jak jinak) zrušenou AIM. Tak buďme rádi za každou úsporu, která neomezí přínos mise. A nepodceňoval bych tu kameru, ani když je už staršího data. Stačí vzpomenout na kamery na Juno nebo na Rosettě. Ozývaly se hlasy srovnávající je se současnými mobilními telefony a když budu mluvit za sebe, tak abstraktní obrazy z Jupitera nebo neuvěřitelné krajiny na 67P tyto všechny námitky smetly.
Přesně tak. Kdyby takhle hospodařilo SpaceX, tak pro každý start VYVÍJÍ novou nosnou raketu.
Místo toho, aby se jedna sonda postavila ve dvaceti kopiích a tak se skutečně ušetřilo a těchto 20 kopií se rozeslalo po celé sluneční soustavě, tak se pořád vymýšlí vlastně to samé pořád do kola. Ale JINAK, že. Jako by se každá druhá firma v každém třetím státu na světě potřebovala naučit, jak se vlastně ty družice vyrábějí – ze státního krev neteče.
Výzkum vesmíru až na posledním místě.
nechce se mi věřit, že by se kamery měly stavět na míru objektu o kterém dohromady nic nevíme 🙂
Víme o něm to základní, že má průměr 160 metrů oproti Ceresu, který má 1000 kilometrů či Vestě, která má 500 kilometrů.
Krom toho určitě za dvacet let zastaralo elektronické vybavení.
U mise, která bojuje o realizaci, protože její předchůdce byl zrušen, je potřeba hledat alternativní řešení, která umožní snížit náklady.
Ale no tak, tady se třetí generaci kosmonautů létá na Sojuzech, Boeing pořád vyrábí 747čku, Hubble byl projektován a vyráběn před 40 roky, ajfelovka a petřínská stále stojí a Mt Palomar od druhé světové stále pozoruje, k asteroidům jsou vypouštěny sondy, které pak přelétají k úplně jiným asteroidům a najednou by bylo nejlepší, kdyby měly pro jeden každý z nich jinou kameru 🙂
Položil bych si otázku, jak dlouho by trval vývoj a testy nové kamery, která by byla specializovaná na 160 m asteroid a kolik by stála, jestli ji někdo vlastně umí vyrobit nebo by se musela vypsat soutěž tedy zaměřil bych se na poměr cena/výkon/čas … je to přesně proti duchu doby, tady se už léta píše u cubesatech a potřebě stavebnicové sondy která bude mít univerzální možnosti pro různé výzkumy…
Já bych si hlavně položil mnohem zásadnější otázku, v čem by vlastně ta kamera měla být jiná?
je schopná ostřit od 150 m, a má naprosto nedostižné parametry co se týče světelnosti, což prokázala focením asteroidů černých jak uhel …
Pan Alois mi připomíná brouka pytlíka, co vše ví nejlíp …
Tak tady bych se tedy pana Aloise zastal a dávat jako příklady Sojuz a 747, které pravda složí ale obojí po mnoha upgradech už na hranici životnosti, nebo Hubble, který měl dvě servisní mise a proběhla i výměna yrovna snímacích přístrojů, není úplně férové.
Notabene by asi nikomu nevadilo, mít na nebi nástupce Hubbla.
Stejně tak můžem tedy říkat, že třeba ten 40 let výráběný Moskvič byl pořád v pohodě?
Prostě levná mise a recyklace už vyrobeného a hlavně osvědčeného. Že by za 15 let vývoje šlo vyrobit lepší kameru (citlivost? šum?) asi neřeba příliš přesvědčovat.
R.
Pane Radim, to je pravda, ale zkuste se zamyslet, v čem by měla ta kamera být lepší? cpát do ní novou neprověřenou elektroniku jenom proto, aby byla rychlost zpracování o něco vyšší?
na optice se taky nedá mnoho změnit
prostě někde je účelné inovovat, někde je to zbytečné, znovu opakuji, co by změna kromě zvýšení nebezpečí selhání, přinesla?
když už tu Cereru berete do úst, tak ji aspoň správně skloňujte, správně je oproti Cereře
Nebuďte tak přísný. Myslím že většina lidí si trpasličí planetu Ceres se jménem bohyně Ceres ani nespojí. Berou to jako jméno nebeského objektu které přípomíná jistý ztužený tuk. (A u něj asi neřekneme
– Dejte mi dvě Cerery.)
U tuku je mi to jedno. Ale planetky mě to za ty uši tahá, zvlášť u lidí, kteří se o obor zajímají
A to, že se obecně používá něco, co je špatně neznamená, že by se ta chyba neměla opravovat
Je potřeba si uvědomit dvě věci:
– zvyšování počtu bodů snímače při nezvyšování jeho plochy vede ke zvýšení šumu, snížení počtu přijímaných fotonů každým bodem, jde o trend žádaný marketingem, nejde o reálné zvýšení kvality
– většina „kouzel“ dnešních foťáků na mobilech je dělaná softwarově, což nebude u této kamery problém, pošle surová data, zpracování proběhne na Zemi.
S tím zvyšováním počtu bodů a SW kouzlením je to pravda v určitém časovém horizontu. Jinak ale myslím že se dost pokročilo v samotné konstrukci snímačů – hlavně nové a lepší materiály a to výrazně.
Na starých foťácích jsou dost větší CCD čipy a i když fotky proženete nejnovějším SW vylepší se to, ale tak na úroveň dnešních pidičipů s mnohem menší plochou.
Ta kamera již splňuje všechny provozní parametry, je provozem otestovaná (11 let) a hotová. Není ji potřeba podrobovat drahým testům. Vlastně je to vysněný klenot každé mise – mít něco již hotové. Teď zaplatí jen za výrobu, sestavení a koncové testování. Ušetří tak 60% nákladů oproti vývoji podobného stroje. Tyto peníze můžou použít na modifikaci družice, co ponese tento hotový foťák. Myslím, že všichni budou potěšeni.