Týden se s týdnem sešel a k tradičnímu nedělnímu obědu je nyní připraven souhrn všech podstatných událostí kosmonautiky, které se odehrály v uplynulých sedmi dnech. Hlavní téma nás tentokrát zavede až na samotné hranice vlivu našeho Slunce. Data z Voyageru 2 promluvila a dokreslila nám náš obraz toho, jak vypadá hranice heliosféry a mezihvězdného prostoru. V dalších tématech se podíváme například na čtyři osazené motory RS-25 rakety SLS, anebo na přípravy na start Falconu 9 s první operační dávkou družic Starlink. Přeji vám pěkné čtení a příjemnou neděli.

Podivuhodná cesta Voyageru 2 za hranice vlivu Slunce

Sonda Voyager 2 se minulý rok (5. listopadu 2018) stala teprve druhou kosmickou sondou, která opustila heliosféru – ochranou bublinu, která obklopuje Slunce a chrání nás před mezihvězdným zářením a vytváří kolem sebe vlastní magnetické pole. Zkrátka v roce 2018 letitá kosmická sonda Voyager 2 ve vzdálenosti 18 miliard kilometrů od Země – daleko za dráhou trpasličí planety Pluto – vstoupila do mezihvězdného prostoru. Přechod to byl nesmírně zajímavý a právě nyní byly zveřejněny výsledky měření vědeckých přístrojů sondy. Nyní máme k dispozici měření z Voyageru 1 a 2 a společně je můžeme porovnat a zpřesnit naše znalosti tohoto vzdáleného prostoru.

Data byla získána díky pětici funkčních vědeckých přístrojů. Jedná se o magnetometr, dva přístroje na detekci energetických částic v různých energetických rozsazích a dva přístroje pro studium plazmatu. Díky těmto přístrojům dokážeme vytvořit jasnější obraz toho, jak vypadá hranice prostředí tvořeného přímo naším Sluncem a mezihvězdného prostoru. Záměrně nepoužívám slova o Sluneční soustavě, protože její hranice jsou definovány jinak a nachází se podstatně dále.

Samotnou heliosféru Slunce si můžete představit jako bublinu, či loď, plující mezihvězdným prostorem. Jak heliosféra, tak mezihvězdný prostor jsou naplněny plazmatem, což je plyn, kde některé atomy byly ochuzeny o elektrony. Plazma uvnitř heliosféry je horké a řídké, zatímco plazma v mezihvězdném prostoru je chladnější a hustší. Prostor mezi hvězdami obsahuje také vysokoenergetické paprsky a záření, které vzniklo explozemi okolních hvězd. Už Voyager 1 zjistil, že heliosféra Slunce chrání Zemi před 70% mezihvězdného záření.

Ve chvíli, kdy v minulém roce Voyager 2 opustil heliosféru, začaly jeho přístroje zaznamenávat radikální změny. Počet heliosférických částic klesl, zatímco rychlost nabitých částic výrazně stoupla (mezihvězdné částice mají obvykle vyšší energii, než ty z heliosféry). Po dramatickém vzrůstu rychlosti částic byl jejich růst zastaven a zůstal na zvýšené úrovni. Bylo to jasné potvrzení, že se sonda ocitla v jiném prostředí.

Než Voyager 1 v roce 2012 dosáhl okraje heliosféry, nikdo nevěděl, kde přesně se tato hranice nachází. Obě sondy opouštěly heliosféru v různých časech, jinými směry a jinou rychlostí. Sondy také opouštěly heliosféru v jiných částech jedenáctiletého cyklu Slunce, který hranice heliosféry ovlivňuje. Ostatně právě i to, že cyklus Slunce ovlivňuje hranice heliosféry, je potvrzení, které přinesla mise Voyager.

Kombinované poznatky z obou sond potvrzují, že Voyager 2 se ještě nenachází v nerušeném mezihvězdném prostoru. Stejně jako Voyager 1 se i tato sonda nachází v přechodové oblasti a potvrzuje, že hranice heliosféry je potrhaná a zvlněná. „Sondy Voyager nám ukazují, jak naše Slunce interaguje s hmotami a energiemi, které vyplňují většinu prostoru mezi hvězdami v naší galaxii,“ řekl Ed Stone, projektový vědec pro mise Voyager a profesor fyziky v Caltechu. „Bez těchto nových dat z Voyageru 2 bychom nevěděli, jestli to, co jsme naměřili u Voyageru 1, bylo charakteristické pro celou heliosféru nebo specifické právě pro místo a čas, kdy Voyager 1 překročil její hranice.“ Nyní si pojďme shrnout základní poznatky:

Přetlačování plazmatu

Obě sondy potvrdily, že plazma v našem blízkém mezihvězdném prostoru je výrazně hustější, než plazma uvnitř heliosféry. Toto zjištění vědci očekávali už ze svých dřívějších studií. Voyager 2 nyní navíc změřil teplotu plazmatu v mezihvězdném prostoru a potvrdil, že je chladnější, než uvnitř heliosféry.

V roce 2012 Voyager 1 naměřil mírně vyšší než očekávanou hustotu plazmatu těsně za heliosférou, což naznačuje, že plazma je zde poněkud stlačené. Voyager 2 zase naměřil, že plazma mimo heliosféru je mírně teplejší, než se očekávalo, což by také mohlo naznačovat, že je zde více komprimované. Stále je však chladnější, než plazma uvnitř heliosféry. Voyager 2 také pozoroval mírné zvýšení hustoty plazmatu těsně před tím, než opustil heliosféru, což naznačuje, že plazma je stlačeno kolem vnitřního okraje heliosférické bubliny z obou stran. Vědci však dosud plně nechápou, co toto stlačení na obou stranách heliosféry způsobuje.

Unikající částice

Pokud bychom si heliosféru měli představit jako loď plující mezihvězdným prostorem, byl by trup této lodě poněkud netěsný, místy opravdu děravý. Jeden z přístrojů na palubách Voyagerů zaznamenal proud částic, které pronikly skrz hranici heliosféry do mezihvězdného prostoru. Únik to nebyl osamocený. Dodejme ještě, že Voyager 1 vystoupil z heliosféry v blízkosti přední části bubliny heliosféry, když vezmeme směr, jakým se tato bublina pohybuje v mezihvězdném prostoru. Voyager 2 se naproti tomu nachází více na boku a zdá se, že právě bok heliosféry je více porézní, než zmíněný předek.

Záhada magnetického pole

Také pozorování Voyageru 2 potvrzuje překvapivý výsledek měření Voyageru 1 z průzkumu magnetického pole v oblasti těsně za heliopauzou. Jedná se o objev toho, že magnetické pole v mezihvězdném prostoru je rovnoběžné s magnetickým polem uvnitř heliosféry. U Voyageru 1 měli vědci k dispozici jen jedno toto překvapivé měření a nebylo tak jisté, zda jde o charakteristickou vlastnost dané oblasti, chybu měření, anebo se jedná o vlastnost celé heliosféry. Nakonec měření Voyageru 2 tento závěr potvrzuje a zdá se, že se jedná o vlastnost charakteristickou pro celou hranici heliosféry.

Připomeňme jen, že obě sondy vzlétly ze Země v roce 1977, obě proletěly kolem Jupiteru a Saturnu. Voyager 2 pak upravil trajektorii tak, aby prolétl kolem Uranu a Neptunu a doposud je jedinou sondou, která kdy tyto planety navštívila. Voyager 1 – rychlejší z obou sond je v současné době vzdálen 22 miliardy kilometrů od Slunce, Voyager 2 pak 18,2 miliardy kilometrů.

Kosmický přehled týdne:

Centrální stupeň rakety SLS určený pro misi Artemis I byl osazen čtvrtým a posledním motorem RS-25. Jedná se o první dokončovaný exemplář centrálního stupně SLS, který je určen k vynesení zatím nepilotované lodě Orion, která zamíří k obletu Měsíce. Technici se nyní na centrálním stupni zaměří na propojení všech palivových a elektrických rozvodů. Mise Artemis I by měla odstartovat na konci roku 2020, anebo na počátku roku 2021.

K misím Artemis ještě jedna zajímavá zpráva, anebo spíše ukázka. Technici nám dovolili nahlédnout na uspořádání interiéru lodě Orion, který byl upraven do podoby, v jaké by tam měli astronauti trávit spánek. Vidíme zavěšené spací vaky a krásně to demonstruje prostornost lodě Orion.

Americká astronautka Christina Koch na palubě Mezinárodní kosmické stanice vyfotografovala, jak byla 4. listopadu zachycena nákladní loď Cygnus NG-12 společnosti Northtrop Grumman. Nyní se na oběžné dráze nachází hned dvě lodě Cygnus. Nesmíme zapomínat na Cygnus NG-11, která po odletu od stanice stále zůstává na oběžné dráze (dnes 206. den). Northrop Grumman si tak zkouší řízení hned dvou lodí zároveň, přičemž jedna se navíc nachází v operačním režimu u stanice. Společnosti jde především o dvě hlavní zkoušky. Dlouhodobé fungování lodi Cygnus na oběžné dráze (má vylepšené akumulátory a gyroskopy zajišťující její orientaci bez použití paliva). Tato schopnost se bude hodit při budoucích letech ke stanici Gateway u Měsíce. Důležitý je pak také nácvik schopnosti řízení několika misí zároveň. Pro řídicí personál je to zkouška ohněm.

Pomalu ale jistě se blíží zítřejší start Falconu 9, který vynese první operační dávku konstelace družic Starlink. Start je to zajímavý nejen pro náklad a skutečnost, že jsou to už více jak tři měsíce, co naposledy startoval Falcon 9, ale také kvůli aerodynamickým krytům. Na raketě se nachází použité kryty z mise Arabsat 6, které ještě měkce přistály na hladině moře. V rámci startu se však vůbec poprvé připravuje pokus o zachycení obou polovin aerodynamického krytu pomocí dvou záchytných lodí, které v sobotu opustily přístav a vydaly se asi 700 kilometrů od pobřeží Floridy, aby se zde pokusily zachytit obě poloviny krytu. Start pro vás budeme samozřejmě vysílat Živě a česky.

Přehled z Kosmonautixu:

Na tomto místě naleznete souhrn všech článků, které vyšly za uplynulý týden na serveru Kosmonautix. Vydáváme minimálně dva články o kosmonautice denně, pojďme si je projít. Začali jsme netradičním Živě a česky komentovaným přenosem ze zachycení lodí Cygnus u Mezinárodní kosmické stanice. Podívali jsme se také na přípravu na sérii velmi složitých kosmických výstupů, kvůli opravě přístroje AMS-02. Při dalším Živě a česky komentovaném přenosu jsme vás vzali na test únikového systému lodi Starliner. V úterý vyšel již padesátý šestý díl seriálu Svět nad planetou. Psali jsme také o velmi netradičním zlatém modelu připravované evropské družice JUICE. Po více jak třech měsících se také ke startu připravuje Falcon 9, který tentokrát vyrazí na misi, při které vynese první operační dávku družic konstelace Starlink. Teleskop TESS zase vytvořil unikátní panorama jižní oblohy. Přípravy na návrat astronautů na Měsíc jsou v plném proudu, a protože budou astronauti na povrchu Měsíce pobývat delší dobu, řeší se i to, jak je ochránit před měsíčním regolitem. Zabývali jsme se také pěkným výzkumem, který probíhá na ISS a zaobírá se růstem tkání. Zpětně jsme se také podrobně podívali na posádku Sojuzu MS-15. Dále jsme vyhodnotili minulou anketu – za vaše hlasy děkujeme – a pomalu přichází čas na tradiční ankety dělané k závěru roku. Rádi jsme vás také pozvali na mnoho zajímavých akcí Czech Space Week. Na závěr týdne jsme se podívali, jak bylo ve vakuové komoře testováno vozítko Mars Rover 2020.

Obrázek týdne:

Vzorky lunární horniny, kterou získalo během své mise Apollo 17, se nyní dostanou mezi vědce. Část těchto vzorků byla totiž v roce 1972 ponechána pro budoucí průzkum. Nyní se vzorek číslo 73002 o hmotnosti 430 gramů otevře a devět vědeckých týmů se bude podílet na jeho výzkumu a to v rámci programu Apollo Next-Generation Sample Analysis (ANGSA), který využívá pokročilé technologie ke studiu vzorků. V dobách Apolla totiž nebyly k dispozici tak pokročilé technologie, jako nyní. Navíc se očekává, že astronauti z programu Artemis brzy dovezou na Zemi vzorky nové. Staré vzorky se tak poskytují vědcům, aby připravili nové postupy a přístroje již připravené přímo na podmínky, které panují na Měsíci. V lednu 2020 pak dostanou týmy k dispozici ještě jeden vzorek ze stejné výpravy s číslem 73001.

Od éry Apolla byly všechny vzorky, které byly přivezeny z Měsíce na Zemi, pečlivě uloženy v laboratoři, aby byly uchovány pro budoucí generace. Většina vzorků byla poté podrobně studována a mnoho z těchto vzorků je dodnes předmětem probíhajícího výzkumu. NASA se však již v rámci probíhajícího programu Apollo rozhodla ponechat některé vzorky zcela nedotčené jako konzervu do budoucna, což mělo umožnit analyzovat tyto vzorky s vyspělejšími a ve své době ještě neznámými technologiemi. Patří sem vzorky, které zůstaly zapečetěny ve svých původních obalech, jakož i některé skladované za zvláštních podmínek, všechny určené k otevření a analýze pomocí pokročilejších analytických technologií. Takto uchovávány jsou vzorky z výprav Apollo 15, 16 a 17.

Vzorky 73002 a 73001 jsou součástí 1,2 metru dlouhé „odběrové trubice“ plné regolitu, která byla odebrána z ložiska sesuvu poblíž kráteru Lara v lokalitě přistání Apolla 17. Vzorky zachovávají vertikální vrstvení v lunární půdě, informace o sesunech půdy na tělesech bez atmosféry, jakým je právě Měsíc, a také záznamy těkavých látek uvězněných v lunárním regolitu.

Video týdne:

Videem týdne se tentokrát stává záznam z testu únikového systému lodi Starliner od Boeingu, který byl sice poznamenán jedním nevytaženým padákem ze tří, ale jak Boeing tak NASA uvedly, že se nejedná o závažnou chybu a test byl uznán jako důležitý splněný milník při certifikaci komerčních lodí pro lidské posádky.

Zdroje informací:
https://www.nasa.gov/
https://www.nasa.gov/

Zdroje obrázků:
https://scontent-prg1-1.xx.fbcdn.net/…d13f49a45f78e0b1eceb42cf6b96d465&oe=5E47C315
https://scontent-prg1-1.xx.fbcdn.net/…db62b77411b5bf1f9526398c5548fea0&oe=5E481834
https://pbs.twimg.com/media/EI33WkGWkAA69Wf.jpg
https://www.flickr.com/photos/nasa2explore/49019950647/
https://photojournal.jpl.nasa.gov/jpeg/PIA22915.jpg
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/pia21839-main.jpg
https://www.nasa.gov/…voyager_in_interstellar_space_annotated_1920x1080_72dpi-final.png
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/two_samples_togehter_slide_w_credits.jpg