Hvězdárna Vsetín logo Muzea regionu Valašsko logo Zlínského kraje
Od 13. 3. 2020 je hvězdárna pro veřejnost UZAVŘENA !
Astronomie

Komety XXXIII aneb "Ziggy Stardust se vrací"

Meziplanetární sonda Stardust ("Hvězdný prach") byla vypuštěna 7. února 1999 z floridského mysu Canaveral jako jedna z misí připravených v rámci programu Discovery. Ten je realizován americkou NASA a koncipován tak, aby umožnil konstrukci levných, efektivních a především vysoce specializovaných vědeckých zařízení, která by měla odpovědět na některé zásadní otázky vývoje sluneční soustavy.

sd01
Obr. 1:Sonda Stardust. V horní části vidíte návratové pouzdro, přední stěna nese anténu komunikačního zařízení a vespod se nachází Whippleův multivrstvý štít – ochrana proti rychle letícím částicím kometární atmosféry. Po stranách jsou složeny solární panely. [3]
sd02
Obr. 2: Lapač prachových částic sondy Stardust. Hliníková konstrukce ve tvaru mřížky je vyplněna bloky Aerogelu. [3]
sd03
Obr. 3: Návratové pouzdro Stardust zazářilo v zemské atmosféře jako jasný meteor. Zde na snímku jednoho z přístrojů na palubě létající laboratoře.[3]
sd04
Obr. 4: Návratové pouzdro Stardust zazářilo v zemské atmosféře jako jasný meteor. Zde na snímku jednoho z přístrojů na palubě létající laboratoře. [4]
sd05
Obr. 5: Jednotlivé části již vyjmutého aerogelu. Žlutými kroužky jsou vyznačeny místa střetu s "většími" částicemi. [3]
sd06
Obr. 6: Jedno ze zrnek prachu kometrárního původu zachycené v Aerogelu. Vpravo je vidět malý, kruhový, rozostřený "kráter" a od něj vedoucí chodbičku až k zrnku. Detail částice je ve výřezu vlevo. [3]
Sonda na své palubě nesla kromě jiných přístrojů také zařízení umožňující sběr kometárního a mezihvězdného prachu, jeho předběžnou analýzu a dokonce návrat pouzdra se vzorky zpět na Zemi. Sběrač pro kolekci prachových zrn byl tvořen hliníkovou mřížkou vyplněnou mikroporézní látkou známou jako Aerogel, která umožňovala efektivní sběr částic s vysokou relativní rychlostí vůči sondě. Při kolekci materiálu bylo toto zařízení jednoduše vystaveno ve směru letu (případně ve směru očekávaného toku částic), přičemž každé zachycené zrnko prachu vyhloubilo v aerogelu "chodbičku", jejíž hloubka závisí na původní rychlosti částice vůči sondě. Při sběru byly použity obě strany mikroporézní látky, každá však k jinému účelu, aniž by došlo ke znehodnocení získaných výsledků. Jedna byla určena pro kolekci kometárního a druhá mezihvězdného prachu [1].

První sběr mezihvězdného prachu proběhl v období leden až květen 2000, druhý pak mezi červencem a prosincem 2002. Tyto částice představují tok materiálu, který přichází do sluneční soustavy z mezihvězdného prostředí díky jejímu vlastnímu pohybu Galaxií. Na rozdíl od kometárního prachu mají mnohem vyšší relativní rychlosti a jsou menší. Začátkem ledna roku 2004 proběhla stěžejní část mise. Sonda proletěla prachoplynnou obálkou komety 81P/Wild a odebrala z ní vzorky prachových částic. Šest hodin po nejtěsnějším přiblížení k jádru na necelých 241 km byla kolekce prachu ukončena a mřížka se vzorky byla vsunuta do návratové kapsule [2].

Průlet komou přinesl vědcům velké překvapení. Původně předpokládali, že sonda projde oblakem prachu, jehož hustota bude víceméně rovnoměrně stoupat až do okamžiku největšího přiblížení sondy k jádru a opět plynule poklesne během jejího vzdalování. K tomu však nedošlo. Na základě údajů z vibroakustických detektorů dopadu částic se ukázalo, že sonda během přibližování i vzdalování prošla několika ostře ohraničenými oblaky či roji materiálu, které byly od sebe odděleny mezerami prakticky bez prachových částic.

Během průletu bylo získáno 72 fotografií jádra komety 81P/Wild a jeho těsného okolí, na kterých se podařilo zachytit také výtrysky materiálu. Na základě studia těchto záběrů bude pravděpodobně možné nalézt souvislost jednotlivých "jetů" s roji či oblaky prachu v okolí komety, jak byly detekovány vibroakustickými senzory popsanými v předchozím odstavci [2].

Před samotným návratem na Zemi počátkem roku 2006 byly provedeny dva korekčních manévry celé sestavy (sonda a návratové pouzdro), jejichž úkolem bylo zajistit správný směr letu pro vstup do horních vrstev atmosféry. První z nich se uskutečnil 5. ledna 2006 v 19:00 SEČ*. Na 107 s bylo zažehnuto všech šest palubních motorů o tahu 4,4 N, které tak při spotřebě 385 g paliva změnily rychlost sondy o 2,4 m.s-1. Poslední společný manévr byl pak proveden 14. ledna v 5:53 ve vzdálenosti 706 000 km od Země, tedy před tím, než sonda Stardust překřížila dráhu Měsíce. Tento zážeh motorů změnil rychlost sondy o dalších 1,3 m.s-1. Přesto rychlost zůstala dost vysoká na to, aby sonda mohla urazit posledních 400 000 km za 16 h a 27 minut. (Astronautům z Apolla to trvalo tři dny!)

Po splnění všech plánovaných úkolů se sonda Stardust vydala na zpáteční cestu k planetě Zemi, která jí trvala dva roky.

Povel k uvolnění návratového pouzdra o průměru 0,8 m a hmotnosti 45,8 kg od zbytku sondy byl vydán 15. ledna v 5:15. K oddělení napájecích kabelů došlo v 6:57 a o minutu později byla kapsule definitivně odhozena. Po čtyřech hodinách samostatného letu vstoupila v 10:57 do zemské atmosféry nad Tichým oceánem u pobřeží Kalifornie a stalo se tak pod úhlem 8°, při rychlosti přesahující 12,9 km.s-1 (46 440 km/h). Byl tak ustaven nový rekord, když předchozí drželo Apollo 10 od května roku 1969. Ve výšce kolem 32 km nad zemí byl otevřen brzdící padák návratového pouzdra (11:00) a jakmile výška poklesla pod 3 km, byl rozevřen padák hlavní (11:05). Po pěti minutách letu pouzdro přistálo na solném jezeře v Utahu (11:10).

Průletu atmosférou bylo využito k získání dalších cenných informací. Sledování dějů v okolí ablativního štítu v takto extrémních podmínkách může přinést nové znalosti o chování používaných materiálů. V budoucnu tak bude možné na základě těchto dat navrhnout štíty, které budou spolehlivější a odolnější. K pozorování návratu pouzdra bylo použito (kromě jiného pozemního vybavení) také speciální laboratoře NASA na palubě letounu DC-8 vybavené řadou vysokorychlostních kamer a spektrometrů.

Ihned po přistání jihovýchodně od Salt Lake City byla kapsule se vzorky dopravena do laboratoře The U.S. Army Dugway Proving Ground (Utah) a později (17. ledna 2006) do Johnson Space Centre v Houtonu, kde bylo pouzdro ve speciální laboratoři otevřeno. Na povrchu aerogelu byly na první pohled zřejmé tisíce miniaturních impaktních struktur, které vznikly v důsledku srážek s částicemi prachu. Zrnka mezihvězdného i kometárního původu budou z Aerogelu vyjmuta a odeslána k podrobným analýzám v laboratořích po celém světě. Doposud se podařilo extrahovat několik větších částic, které byly podrobeny prvním analýzám. Kromě samotných zrnek však byly zkoumány také stopy, které na aerogelu a také na hliníkových částech lapače srážky zanechaly.

Mateřské těleso sondy setrvalo na původní dráze ještě dalších 15 minut (do 7:12), poté byl proveden korekční manévr, který zabránil jeho vstupu do atmosféry Země. Dne 29. ledna 2006 pak byla sonda Stardust uvedena do stavu hibernace (kdy jsou odpojeny všechny přístroje a v činnosti zůstávají pouze solární panely dobíjející baterie a přijímač), ve kterém může teoreticky setrvat až několik desetiletí. Všechny přístroje jsou v současnosti ve velmi dobrém technickém stavu a doufejme, že bude v dohledné době rozhodnuto o jejím využití ke zkoumání dalšího objektu. Sonda obíhá kolem Slunce po eliptické dráze, která se v periheliu přibližuje o něco blíže Slunci než Země a v odsluní ji zavádí daleko za dráhu planety Mars. Pokud nebude provedena korekce stávající trajektorie, dojde k dalšímu průletu sondy Stardust kolem Země 14. ledna roku 2009 ve vzdálenosti 1 milionu km [5].

Dne 15. ledna 2006 byla ukončena sedmiletá primární mise** Stardust, při které sonda urazila cca 4,5 mld. km, třikrát oběhla kolem Slunce a dostala se daleko za oběžnou dráhu planety Mars, téměř na půl cesty k Jupiteru. Věřme společně, že se však nejedná o definitivní závěr. Sonda Stardust je stále v dobré kondici a bude-li vůle, může nám přinést další zajímavé informace o malých tělesech sluneční soustavy.

[1] Srba J.; Komety XXI aneb "Ziggy Stardust", Athena 5/2004. Dostupné z: http://www.hvezdarna-vsetin.inext.cz/....
[2] Srba J.; Komety XXII aneb "Klid po prachové bouři", Athena 5/2004. Dostupné z: http://www.hvezdarna-vsetin.inext.cz/....
[3] Stardust Mission Homepage. Dostupné z: http://stardust.jpl.nasa.gov/home/index.html.
[4] Hypervelocity Reentries. Dostupné z: http://reentry.arc.nasa.gov/index.html.
[5] Stardust Placed Into Hibernation. Dostupné z: http://www.universetoday.com/am/publish/stardust_hibernation.html.

Související články:
Komety XXXVII aneb „Deset let komety století“ (29.05.2007)
Komety XXXVI aneb „Ohlédnutí za C/2006 P1 (McNaught)“ (23.02.2007)
Komety XXXV - aneb "Kometa roku - 73P" (10.03.2006)
Komety XXXIV aneb "Jasná C/2006 A1 (Pojmanski)" (20.02.2006)
Komety XXXII aneb "Článek nejen pro pamětníky" (10.10.2005)
Komety XXXI aneb "Deep Impact po impaktu" (04.07.2005)
Komety XXX aneb "Opět drtivý dopad" (06.05.2005)
Komety XXIX aneb "Zajímavá tělesa na jaře 2005" (10.03.2005)
Komety XXVIII aneb "Drtivý dopad" (10.01.2005)
Komety XXVII aneb "Vánoční a Novoroční kometa – C/2004 Q2 (Machholz)" (09.12.2004)
Komety XXVI aneb "Horké novinky pro říjen – prosinec 2004" (08.10.2004)
Komety XXV aneb "Červenec – září 2004" (08.07.2004)
Komety XXIV aneb "Čekání na C/2001 Q4 (NEAT)" (07.04.2004)
Komety XXIII aneb "Na kometě" (17.02.2004)
Komety XXII aneb "Klid po prachové bouři" (06.01.2004)
Komety XXI aneb "Ziggy Stardust" (16.12.2003)
Komety XX aneb "V prosinci..." (05.12.2003)
Komety XIX aneb „Encke - 2 of 156“ (05.09.2003)
Komety XVIII aneb "Bezhlaví jezdci" (05.07.2003)
Komety XVII aneb "Byl pozdní večer..." (15.05.2003)
Komety XVI aneb "Rosettská deska" (05.04.2003)
Komety XV aneb "C/2002 Y1 Juels - Holvorcem" (14.02.2003)
Komety XIV aneb "V1 NEAT" (14.02.2003)
Komety XIII aneb "Jak na Nový rok, …" (04.01.2003)
Komety XII aneb "Sprchujete se rádi?" (04.10.2002)
Komety XI aneb "CONTOUR on tour" (04.09.2002)
Komety X (speciál) aneb Tak náhodný objev, jak jen může být (15.08.2002)
Komety X aneb Letní novinky a překvapení (14.08.2002)
Komety IX aneb "I am falling into pieces" (17.07.2002)
Komety VIII aneb "Zavřete oči, odcházím" (03.07.2002)
Komety VII aneb "Volba mé miss" (03.04.2002)
Komety VI aneb Nová královna se slavnou minulostí (03.03.2002)
Komety V aneb Balíček jarních překvapení (01.02.2002)
Komety IV aneb Jasnější komety pouze v "síti sítí" (03.01.2002)
Komety III aneb "Velká Vánoční kometa" C/2001 WM1 (LINEAR) (01.11.2001)
Komety II aneb historický návrat 19P/Borrelly (01.10.2001)
Komety I aneb dva měsíce ve znamení C/2001 A2 (LINEAR) (01.09.2001)
| Autor: Jiří Srba | Vydáno dne 04. 02. 2006 | 4368 přečtení | Vytisknout článek