Tento rok by se dal jednoduše nazvat „rokem Měsíce“. O našeho souseda již dlouho nebyl takový zájem, a přitom to nejlepší nás teprve čeká. Spojené státy dávají dohromady dlouhodobý plán pro návrat člověka na Měsíc a tentokrát by nemělo jít pouze o jednorázovou akci, ale dlouhodobý rozvoj, který by jednou mohl vést až k trvale obyvatelné základně na jeho povrchu. Nejdříve však dostanou přednost robotické mise a právě na ty, je letošní rok opravdu bohatý. Začátkem roku se podařilo Číně poprvé v historii přistát na odvrácené straně Měsíce a již teď se pracuje na nástupci, který má ještě větší ambice, protože by se měl pokusit z povrchu odebrat vzorky a přepravit je zpět na Zemi. Dále jsme byli svědky toho, jak se Izraelský lander Beresheet soukromé společnosti SpaceIL, která se účastnila soutěže Google Lunar X-Price, pokusil přistát na Měsíci, ale bohužel se mu to nepodařilo. Nicméně pro Izrael a zmíněnou společnost to byl velký úspěch a již teď se prý chystá nástupce. K měsíci by ráda ale i jiná soukromá společnost, která byla taky účastníkem stejné soutěže. Řeč je o PTScientists z Německa, kteří nedávno potvrdili avizovanou spolupráci s ArianeGroup a jejich lander, včetně roveru by mohl letět na raketě Ariane-6 jako sekundární náklad někdy v budoucnu a samozřejmě nesmíme opomenout ani významné výročí, protože právě letos si svět připomene 50. let od prvního přistání člověka na Měsíci a téměř na stejný den, jen o těch padesát let později, plánuje zahájit velkou misi na Měsíc další kosmická velmoc: Indie.

Indie už za sebou má pěknou řádku kosmických úspěchů a jedním z nich je bezesporu i měsíční sonda Chandrayaan-1 (Čandraján-1) neboli „Měsíční loď“ jejíž start proběhl už v roce 2008. Sonda se sice odmlčela předčasně 28. srpna 2009, ale splnila většinu vědeckých úkolů a navíc se jí podařilo objevit stopy vody v měsíčním regolitu. Jednalo se tak o velice významnou misi světového významu. Na tento úspěch se nyní pokusí navázat sofistikovanější nástupce: Chandrayaan-2 (Čandraján-2) a pokud skutečně uspěje, tak se Indie stane teprve čtvrtou zemí, které se povedlo přistát na povrchu Měsíce. Čandraján-2 se skládá z orbitální sondy, přistávací platformy (Vikram, chrabrost) a roveru (Pragyan, moudrost). O vynesení se postará nejsilnější indická raketa GSLV Mk 3, která odstartuje z kosmodromu Šríharikota. Celková hmotnost sestavy činí 3877 kg a z toho připadá jen 2379 kg na orbitální sondu, lander váží 1471 kg a rover asi jen 27 kg. Součástí mise je i pasivní odražeč NASA, který váží okolo 15 kg.

Lander Vikram byl pojmenovaný po otci indické kosmonautiky. Doktor Vikram Sarabhai (1919-1971) po dlouhá léta udával směr indické kosmonautiky a snažil se jí směřovat k reálným cílům, protože chápal, že pilotovaný kosmický program si Indie prozatím nemůže dovolit. Zaměřil se tedy na stavbu vlastního raketového nosiče a robotické sondy. Pokud by dnes ještě žil, tak věřím, že by ocenil směřování své země i to, že se nyní pokouší i o pilotovaný program, který byl dříve jen utopií. Vraťme se ale k landeru. Ten se od družice oddělí z lunární oběžné dráhy o parametrech 100 × 100 km pomocí vlastního motoru na palubě. Poté se zkontrolují všechny přístroje a sestava se připraví na měkké motorické přistání poblíž jižního pólu. Lander má celkem 8 orientačních trysek o tahu 50 N a 5 hlavních motorů LAM o tahu 800 N.

Lander po dosednutí na povrch uvolní rover a krom vozítka má na palubě i vědecké vybavení, mezi které patří:

• Seismometr ILSA: Instrument for Lunar Seismic Activity (ILSA) se zaměří na studii měsíčních otřesů v oblasti přistání.
• Termální sonda ChaSTE: Chandra Surface Thermophysical Experiment (ChaSTE) je určena k měření výkyvů teplot na povrchu a nad povrchem Měsíce v blízkosti jižního pólu. Sonda bude vpravena asi 10 cm do povrchu a bude operovat ve dvou modech: v pasivním a aktivním.
• Elektrostatická (Langmuirova) sonda RAMBHA: Radio Anathomy of Moon Bound Hypersensitive ionosphere and Atmosphere (RAMBHA) se zaměří na průzkum parametrů plazmatu v ionosféře Měsíce, určení elektronové teploty a koncentrace elektronů.
• Laserový odražeč LRA: Laser Retroreflector Array (LRA) je přístroj, který dodala NASA a má posloužit k měření přesné vzdálenosti Země-Měsíc.
• Navigační a snímkovací kamera: Pro orientaci v prostoru a vizuální pozorování.
• Senzory pro bezpečné přistání a navigační systém INS: výškoměr, akcelerometr a jiné subsystémy.

Očekávaná životnost landeru je asi 15 dní a solární panely by měly dodávat 650 W elektrické energie. Na Zemi si Vikram prošel celou řadou testů. ISRO (Indická kosmická agentura) například za tímto účelem na svém testovacím polygonu vytvořila umělé krátery, kvůli ověření schopnosti senzoru vybrat správnou oblast pro přistání.

Vozítko Pragyan uvolněné z landeru Vikram váží 27 kg a bude si muset vystačit se solární energií (50 W). Ostatně solární panel na jeho „zádech“ se nedá přehlédnout. Rover bude kupředu pohánět šestice kol, které by měly být schopné ujet na povrchu alespoň 500 metrů a budou za sebou v měsíčním prachu zanechávat symboly Indie vyryté do konstrukce. Pro zavěšení kol byl zvolen ověřený systém „rocker-bogie, který byl vyvinutý poprvé už pro marsovské vozítko Sojourner. Zajímavostí je, že při testech pohybu roveru využila agentura ISRO velký heliový balon a zavěsila ho na rover tak, aby ho při jízdě nadlehčoval a simuloval tím jeho váhu na Měsíci, která bude asi 4,5 kg. Každé kolo má sice vlastní elektromotor, ale pohybovat se bude hlemýždím tempem. Při plné rychlosti rover ujede asi jen 1 cm za sekundu. Směr jízdy bude možné ovládat pouze smykem, protože kola nezatáčejí. Oblast, ve které se bude sestava nacházet je ovšem vědecky velmi zajímavá, protože v těchto měsíčních končinách žádný jiný robot ze Země ještě nebyl a Indie dokonce bude mít možnost oblast přistání pojmenovat podle sebe. Rover obsahuje dva hlavní vědecké přístroje, které se zaměří na studium mineralogického a chemického složení půdy.

• 

  Pulzní laser LIBS: Laser Induced Breakdown Spectroscope (LIBS). Spektroskopie laserem buzeného plazmatu (LIBS), poslouží k rozboru půdy a hornin v oblasti roveru. Každý prvek má jiné vlnové délky spektra a proto lze na základě pozic intenzit vlnových délek určit prvkové složení vzorku a lze také určit koncentraci jednotlivých prvků.

• Rentgenový spektrometr APIXS: Alpha Particle Inductet X-ray Spektroscope (APIXS) se zaměří na studium složení minerálů v blízkosti místa přistání.
• Stereoskopické kamery: V přední části stroje jsou umístěny dvě kamery NAV CAM, díky kterým bude mít tým možnost skládat 3D snímky a půjde vytvořit i digitální model terénu. Kamery samozřejmě  pomohou také při pohybu vozítka po povrchu.

Plánovaná životnost roveru je 15 dní. Možná se teď ptáte proč je životnost Landeru i roveru tak krátká? Je to zejména kvůli podmínkám panujícím v místě přistání, které dají všem přístrojům pořádně zabrat a to i přesto, že jsou navrženy, tak aby dokázaly těmto okolnostem co nejlépe odolávat. Vozítko mělo mít původně vysouvací anténu v přední části, ale po přepracování designu byla tato komunikační anténa odstraněna a rover dostal pouze dvě malé antény, které budou umístěné na solárním panelu. Díky nim bude vozítko schopné komunikovat pouze s landrem, který data může přeposlat přímo na Zem nebo směrem k sondě na oběžné dráze Měsíce. Po 14 dnech nastane lunární noc a je velmi nejisté zda budou oba stroje schopny jí přežít. Vyloučeno samozřejmě není ani prodloužení v případě, že se podaří strojům krutou noc přežít a ISRO ani tuto možnost fakticky  nevylučuje.

Nejdelší plánovanou životnost má však orbitální družice, která bude sloužit i jako retranslační stanice a měla by pracovat nejméně jeden rok. Díky této družici se tedy na Zemi dostanou všechna vědecká data a snímky, které budou během mise pořízeny. Sonda se ale zapojí i do hledání vhodného místa k dosednutí v plánované oblasti. Což znamená, že ještě než se lander vydá na svou cestu k povrchu, tak sonda zmapuje co nejpřesněji terén a tým pak vyhodnotí a určí nejlepší místo k přistání. V plánu je oblast mezi dvěma krátery Simpelius N a Mazinus C. Orbiter má na své palubě 8 vědeckých aparátů. Některé jsou kompletně nové a tři přístroje jsou vylepšené verze z mise Čandraján-1.

• Rentgenový spektrometr CLASS: Soft X-ray Spectometer (CLASS) se pokusí vypátrat metodou rentgenofluorescenční analýzy (XRF) přítomnost některých prvků, jako hořčík, hliník, titan, vápník, křemík, železo a sodík.
• Sluneční spektrometr XSM: Solar X-ray Monitor (XSM) se zaměří na pozorování rentgenových paprsků vyzařovaných Sluncem a jeho korónou a poskytne tak sluneční rentgenové spektrum v energetickém rozsahu 1-15 keV. Přístroj také pomůže v přesnosti měření spektrometru XRF.
• Infračervený Spektrometr IIRS: Imaging IR Spectrometer (IIRS) se zaměří na plošný mineralogický a plynný průzkum Měsíce a pokusí se o charakteristiku vody. Naváže tak na úspěch předešlé mise. Přístroj pomůže i při měření odražené sluneční radiace od povrchu.
• Duální radar SAR: Dual Freaquency Syntehetic Aperture Radar (SAR) Je vylepšený přístroj použitý již při

  

  předešlé misi. Jeho hlavním cílem je přesné zmapování polárních oblastí Měsíce. Kvantitativní odhad zmrzlé vody v polárních oblastech, odhad tloušťky regolitu a jeho rozložení.

• Čtyřpólový hmotnostní analyzátor CHACE 2: Chandrayaan 2 Atmospheric Compositional Explorer 2 (CHACE 2) je dalším z přejatých a vylepšených přístrojů z předešlé mise, jak ostatně napovídá i sám název. Právě díky tomuto přístroji se podařilo detekovat molekuly vody v předešlém případě. Nový přístroj má však ještě lepší rozlišovací schopnost a měl by mít i víc času na podrobná měření. Přístroj se například zaměří na studium lunární atmosféry a exosféry.
• Duální radiometr DFRS: Dual Frequency Radio Science (DFRS) experiment bude studovat lunární ionosféru
• Kamera s vysokým rozlišením OHRC: Orbiter High Resolution Camera (OHRC) provede snímkování přistávací oblasti. Snímky povrchu poslouží i k vědeckým účelům.
• Kamera mapující povrch TMC 2: Terrain Mapping Camera 2 (TMC 2) je poslední z řady přejatých a vylepšených přístrojů z mise Čandraján-1. TMC 2 je miniaturní verzí předešlé varianty této kamery. Primárním úkolem bude mapování lunárního povrchu v panchromatickém spektrálním pásmu (0,5-0,8 mikronů) s vysokým prostorovým rozlišením a snímky pomohou připravit 3D mapy povrchu měsíce.

V původních plánech přitom bylo ještě o něco víc přístrojů, ale kvůli nárůstu hmotnosti celé sestavy se jich na palubu již bohužel více nevešlo. Pokud si ovšem uvědomíme, že tato mise je v porovnání s obdobnými sondami poměrně levná, tak je celkem obdivuhodné, kolik instrumentů se na palubě nakonec nachází. Cena za trojčlennou sestavu je 86 milionů dolarů a náklady na start přidaly dalších 54 milionů a přitom jde zajisté o doposud nejkomplikovanější indickou misi. Jak jde vidět, náklady nejsou nějak závratné a proto budí Indický kosmický program celosvětový respekt. Pokud se navíc přistání povede, prokáže to schopnost Indie dopravit levně na měsíční povrch lander i s nákladem, což by mohlo hrát roli v navázání mezinárodní spolupráce v budoucnu a to i na komerční úrovni. Jedná se tedy o prestižní záležitost, která může mít význam v dalším směřování indické kosmonautiky.

Start je zatím plánován na 15. července (14.7. ve 23:21 SELČ) z kosmodromu Šríharikota a o vynesení se postará nejsilnější indická raketa GSLV Mk 3, jak už bylo uvedeno. Sestava tří komponentu po vynesení do kosmu „zaparkuje“ na dráze s parametry 170 km v perigeu a 40400 km v apogeu a postupně provede sérii pěti komplexních manévrů kolem Země, které mají za úkol dostat Čandraján-2 na dráhu kolem Měsíce, která bude kruhová o parametrech 100 × 100 km a konečně, k přistání landeru s roverem by mělo dojít 6. září 2019 a sestup na povrch by měl trvat zhruba 15 minut. Během sestupu bude lander snižovat svou rychlost a měkké dosednutí zajistí tlumící systém na každé přistávací noze. Ten absorbuje většinu energie dopadu. Proto jsou dosedací plochy tak silné. Patrné je to například na snímcích z přípravy sestavy ke startu.

Hi-res images of the Chandrayaan-2 payloads – the Orbiter, Lander (Vikram) and Rover (Pragyan), pics via @isro Launching in 10 days from now – from SHAR to the Lunar South Pole! Sit tight, people! #Chandrayaan2 #ISRO #tothemoon #PoletoPole pic.twitter.com/zwa1W0ZJ5K

— Parthu Potluri (@Parthu_Potluri) July 5, 2019

Indický program sice nepatří k nejpopulárnějším, ale svou pozornost si jistě zaslouží a i my bychom Vám chtěli tento start zprostředkovat v rámci našich komentovaných startů: Živě a česky. Pokud tedy indická agentura nabídne oficiální přenos. Ona si totiž kosmonautika „s příchutí kari“ jde tak trochu svou vlastní cestou a snaží se dělat věci maličko jinak, než jsme možná zvyklí, ale nutno dodat, že se Indii v kosmonautice zatím daří a nelze jí upřít invenci ani chuť neustále překonávat sama sebe.

Zdroje informací:
https://directory.eoportal.org/web/eoportal/satellite-missions/c-missions/chandrayaan-2
https://www.isro.gov.in/chandrayaan2-payloads
https://en.wikipedia.org/wiki/Chandrayaan-2
https://www.sciencemag.org/news/2018/01

Zdroje obrázků:
Autor
https://www.isro.gov.in/sites/default/files/article-files/node/12796/spac-rocket4.png
http://www.unoosa.org/documents/pdf/copuos/2017/copuos2017tech30E.pdf
https://directory.eoportal.org/documents/163813/4562821/Chandrayaan2_Auto2.jpeg