Klávesové zkratky na tomto webu - základní­
Přeskočit hlavičku portálu


Sebevražedná sonda Juno odstartovala prozkoumat tajemství Jupiteru

  16:05aktualizováno  18:45
Marcel Grün pro Technet.cz - Kosmická sonda Juno úspěšně odstartovala. Družice má odhalit tajemství největší planety naší sluneční soustavy. Až bude mise splněna, spáchá sebevraždu.

Raketa Atlas 5 se sondou Juno | foto: NASA

Juno nebude kolem Jupiteru obíhat donekonečna, ale navede se sama do atmosféry, ve které shoří.

Start rakety byl proti plánu odložen až na 18:25. Odklad způsobila nejprve dodatečná kontrola nosiče a kontrola těsnosti nádrží s heliem. Objevily se i další drobné problémy - například na pozemním zařízení. Proto inženýři připravili k zapnutí záložní systém.

V čase T+ 3 minuty a 38 sekund se oddělily dvě části přední části rakety a sonda Juno vylétla podle plánu do volného prostoru.

Raketa Atlas 5 se sondou Juno několik minut před plánovaným startem

Raketa Atlas 5 se sondou Juno několik minut před plánovaným startem

Jak probíhaly přípravy na start

Startovní okno se otevřelo v pátek pátého srpna. K dispozici byl hodinový časový interval kolem tamního poledne, tj. od 17:34 do 18:33 našeho času. Pokud by se start nepodařil napoprvé, mohly se pokusy opakovat až do 26. srpna, vždy v obdobnou denní dobu.

Clarkova Vesmírná odysea příliš předběhla dobu, v hlavici Atlasu V ještě nebude kosmická loď s člověkem, nýbrž "jen" sofistikovaná bezpilotní kosmická sonda Juno zhruba za miliardu dolarů.

Co skrývá Jupiter?

Obří planeta s obří radiací

Až Juno dorazí k Jupiteru, bude se muset vypořádat s krutou radiací, s jakou se žádná dosavadní planetární sonda nesetkala. V květnu 2010 v ultračistém sále firmy Lockheed Martin Space Systems v Denveru se na sondu instaloval speciální ochranný  štít, který odstíní citlivou elektroniku před devastujícími účinky pronikavé radiace. Šéf výzkumného týmu Scott Bolton ze Southwest Research Institute v San Antoniu  výstižně charakterizoval, že "Juno je v podstatě pancéřovaný tank mířící k Jupiteru a bez ochranného štítu by její elektronika odumřela hned při prvních obletech."

Sonda Juno pod štítem

Sonda Juno pod štítem

Za 13 měsíců aktivní existence u Jupiteru bude muset čelit ekvivalentu 100 milionů dávek, jaké člověk obdrží při rentgenování zubů. Podobně jako u lidí musíme i u sondy chránit nejcitlivější orgány - mozek a srdce. Proto je centrální elektronická jednotka Juno uložena v šestistěnné schránce z titanu, jakýsi sejf. Každá z titanových stěn má plochu asi 1 m², tloušťku 1 cm a hmotnost 18 kg. Vzniklá „krabice“ o velikosti automobilového kufru a hmotnosti asi 200 kg obklopuje „mozek sondy“ – povelový systém a systém zpracování dat, „srdce sondy“ – jednotku, řídící rozvod elektrického napájení a distribuci dat i další dvě desítky elektronických systémů. 

Hovoříme o ochraně jako v sejfu, ale úplnou zajistit nemůžeme, jen zpomalíme degradaci elektroniky na únosnou míru. Na sondě jsou kromě toho používány součástky, které se už ověřily v radiačním prostředí na Marsu, které je sice slabší než u Jupiteru, ale intenzivnější než u Země, několik elektronických subsystémů má své vlastní ochranné kryty, v maximální míře bylo použito součástek z odolného wolframu nebo tantalu.

A v posledních dnech května 2010 bylo celé zařízení úspěšně testováno v prostředí, které mělo napodobit skutečné podmínky u Jupitera, kdy bylo bombardováno gamma zářením z kobaltového zdroje.

Teprve za pět let Juno doopravdy ukáže, jak dobře byla postavena. Jejím úkolem bude na oběžné dráze kolem Jupiteru uskutečnit alespoň 33 aktivních oběhů a přitom shromažďovat data, která by přispěla k poznání původu, struktury, atmosféry a magnetosféry této planety.

Každý z nás ji může pozorovat i pouhým okem (teď vychází nad obzor již před půlnocí, letos v říjnu bude na obloze celou noc zářit nejjasněji v souhvězdí Berana a 27. 10. bude Zemi nejblíž), ale pořád před námi skrývá mnoho tajemství. Jaká je vlastně vnitřní stavba Jupiteru – jaká je hmotnost a struktura jeho jádra, jaké vztahy panují mezi jednotlivými vrstvami a jaké je vnitřní proudění v tělese, které se mnoha parametry spíše blíží Slunci než Zemi, jaká byla Jupiterova minulost.

Konečně budou mít vědci možnost analyzovat celkovou strukturu i dynamiku atmosférických vrstev hluboko pod úrovní viditelných mraků. Mnohé může prozradit podrobné mapování gravitačního i magnetického pole této unikátní planety, která se může stát ideálním modelem pro studium počátků naší sluneční soustavy i pro pochopení vzdálených exoplanet. Nové kvalitní přístroje a možnost soustavného pozorování přispějí i k výzkumu Jupiterových obřích měsíců, které sice nejsou cílem výzkumu sondy Juno, ale – jak napsal A. C. Clarke - kdekoliv jinde by vykazovaly atributy samostatných planet.

Jedním z mnoha úkolů sondy bude zkoumat atmosféru Jupiteru a hledat v ní mj. molekuly vody a zjistit, jaký vliv má na atmosféru obří a intenzivní magnetosféra, která je vlastně největším objektem v celém planetárním systém.

Mezi přístroji na palubě je samozřejmě kamera (JunoCam) ve viditelném oboru spektra, která pořídí poprvé záběry polárních oblastí i detaily proslulé rudé skvrny.

Ty budou doprovázeny zobrazením ultrafialovým spektrografem i informacemi infračerveného mapovacího spektrometru. Mikrovlnný radiometr se "podívá" v šesti vlnových délkách i do hloubky atmosféry a bude podél trasy letu systematicky měřit tepelné emise. Speciálně v polárních oblastech bude Juno měřit rozložení elektronů a rychlosti a složení iontů, další přístroje budou měřit plazmové a rádiové vlny v magnetosféře, energii a úhlové rozložení nabitých částic v okolí planety.

Zvláště mnoho práce se očekává od magnetometru, který bude měřit přesnou orientaci vůči hvězdám i velikost a směr magnetického pole. A rozborem signálu vysílaného sondou a deformovaného Dopplerovým efektem bude studováno gravitační pole kolem planety.

Princip tohoto jevu byl vědeckému světu poprvé sdělen v Praze roku 1842 a jméno vynikajícího fyzika a matematika Christiana Dopplera je umístěno pod okny Národního muzea v Praze.

Raketoplány to neskončilo

Po skončení posledního letu raketoplánu z Mysu Canaveral poměrně rychle utichl ruch veřejnosti i novinářů. Vše, co souviselo přes tři desítky let s raketoplány, začalo propadat nostalgii.

Sonda Juno

Sonda JUNO o základních rozměrech 3,5 × 3,5 m má startovní hmotnost 3 625 kg, z toho je 1 593 kg „suchá“ konstrukce, 1 280 kg palivo a 750 kg okysličovadlo korekčního motoru.

Sonda Juno

Sonda Juno

Zdrojem energie pro přístroje i další zařízení budou fotovoltaické panely – poprvé v oblasti tak daleko od Slunce.  Gigantická planeta 5× dál od Slunce než Země dostává 25× méně slunečního světla než Země a ještě před nedávnem by to nebylo možné, ale za poslední dobu byla zvýšena účinnost slunečních baterií téměř o polovinu.

Tři obří panely s rozměry 9 × 2,7 m o celkové ploše 60 čtverečních metrů nesou celkem 18 698 článků. Zatímco u Země poskytují asi 14 kW, ve vzdálenosti Jupitera to bude jen 450 W.

Avšak specialisté nezahálejí - United Launch Alliance (společný podnik Boeingu a Martin Marietta, který provozoval raketoplány) již začala jednat s NASA o zařazení své špičkové rakety Atlas 5 mezi nosiče způsobilé vynášet kosmonauty v lodích, jejichž vývoj subvencoval soukromý sektor.

Kromě toho se mimořádně aktivně projevuje společnost, která bude mít i kosmickou loď, i raketu – stále častěji budeme číst Space-X, Dragon a Falcon.

Pokud bude start Atlasu V se sondou Juno probíhat podle plánu, skončí v T+50:34 min. motor Centauru svou druhou zážehovou sekvenci, o tři minuty později Juno začne zvolna rotovat (1,4 ot./min.), oddělí se od svého nosiče a začne její pětiroční cesta k cíli.

Během ní vykoná 1,5 oběhu kolem Slunce a bude stále v provozu - nedojde k obvyklé elektronické hibernaci. Její počáteční dráha ji vynese za dráhu Marsu a korekční motorický manévr v polovině září 2012 ji povede zpět k Zemi, k níž se přiblíží 12. října 2013.

Pak proletí kolem ní ve vzdálenosti 500 km a nejvýše na 20 minut vstoupí do jejího stínu (zatím nelze stanovit čas přesněji než na 8 hodin). Přitom využije tzv. gravitačního praku ke zvýšení rychlosti na 7,3 km/s. A pak už Juno čeká dostaveníčko s královskou planetou.

Do blízkosti Jupiteru se Juno dostane v květnu 2016. Na záchytnou dráhu kolem něj bude navedena 5. července pomocí zapojení korekčního motoru na půl hodiny. Na konci oběhu s periodou 107 dní se znovu zapojí korekční motor (zhruba na 37 minut) a Juno změní oběžnou periodu na 11 dní, pericentrum klesne na 4 500 km a apocentrum bude u dráhy měsíce Callisto.

Zhruba roční výzkum skončí podle harmonogramu kolem 17. listopadu 2017 zdokumentovanou sebevraždou, tedy zánikem v atmosféře.

Dráha letu sondy Juno

Dráha letu sondy Juno

Náročné přípravy

Ve středu 24. května byl na Floridu přepraven 1. stupeň nosné rakety Atlas V-551 (AV-029). Válec o průměru 3,8 m a délce 32 m přiletěl v nákladním prostoru obřího letadla Antonov AN-124-100, což je druhé největší nákladní letadlo na světě. První stupeň byl v červnu na obvodu doplněn pěti startovními motory na pevné pohonné látky o tahu po 1,27 MN a posléze byl připojen 2.stupeň Centaur o délce  12,7 m a průměru 3,05 m.

Druhý stupeň 2.stupeň Centaur se připojuje

Druhý stupeň 2.stupeň Centaur se připojuje

Sonda Juno byla v té době již připravována ke startu v laboratořích asi 25 km odtud. Její komplikovaný zrod ale začal mnohem dřív v rámci amerického kosmického programu New Frontiers (Nové hranice) se středně vysokým rozpočtovým limitem.

Zatím úspěšně zahájil jediný projekt – sondu New Horizons, která v lednu 2006 odstartovala k Plutu. Při druhém výběrovém řízení, vyhlášeném roku 2003 se ze sedmi finalistů v následujícím roce prosadil projekt sondy, zaměřené na výzkum Jupiteru, která dostala přiléhavé jméno Juno – manželka a sestra vládce všech bohů Jupitera, která měla jako on schopnost metat blesky.

Původně se předpokládalo, že Juno nebude stát víc než 700 milionů dolarů a bude hotová během roku 2009, ale s posvěcením NASA došlo k jejímu opoždění: jednak z úsporných důvodů, jednak pro poškození laboratoří jednoho ze subdodavatelů při ničivém zemětřesení ve střední Itálii roku 2009 – takže Juno přijde na 1,1 miliardy a ke startu dojde právě nyní. K cíli dorazí roku 2016 a to by se právě měla chystat na cestu další sonda, schválená letos v květnu: OSIRIS-REx planetce 1999 RQ36.

Montáž letového exempláře sondy Juno byla dokončena loni na podzim; v druhé polovině roku byly ke služební sekci připojeny tři panely slunečních baterií, velká vysokozisková anténa a dokončena montáž přístrojů, započatá v říjnu 2010 prvním z nich – mikrovlnným radiometrem.

Letos v lednu absolvovala JUNO akustické a vibrační testy za podmínek podobných těm, jimž bude vystavena během startu. V březnu se nacházela v komoře, kde je simulováno tepelné zatížení a účinky kosmického vakua během dvou týdnů se ověřilo, že bude odolná vůči kosmickým podmínkám.

Už 13. dubna byla Juno převezena ze závodu firmy Lockheed Martin Space Systems v Denveru (Colorado) do dílen Astrotech (Astrotech payload processing facility) v Titusville poblíž floridského kosmodromu. Týden poté byla vyňata z transportního kontejneru a v dalších dnech se zahájily funkční zkoušky, které zmapovaly stav po převozu. Během jara pak bylo potřeba aktualizovat letový software a vykonat celou řadu dílčích zkoušek, zahrnujících kompletní systémy sondy, instalovaná vědecká zařízení a pozemní systémy.

Poslední předstartovní zkouška fotovoltaických panelů byla dokončena 26. května a následně byly složeny do startovní konfigurace.

Poprvé v historii se bude vyrábět elektrická energie ve fotovoltaických článcích tak daleko od Slunce. Jupiter se nachází v pětinásobné vzdálenosti od Slunce než naše Země. Na jednotku plochy slunečních baterií dopadá u Jupiteru 25× méně energie než u Země. Aby solární panely dokázaly vyrobit dostatečné množství energie, musí mít přiměřeně velikou plochu. Každý ze tří panelů je proto 2.7 metrů široký a 8.9 metrů dlouhý. I tak mohou produkovat jen asi 450 W.

Počátkem července byla sonda naplněna hydrazinem a kyslíkem, nádrže pohonných látek systému stabilizace a orientace v prostoru natlakovány s po zabalení z důvodu tepelné izolace a kontrole rotace byla sonda Juno připravena k instalaci na nosnou raketu. Jen ještě byla opatřena aerodynamickým krytem o průměru 5 a délce 20,7 metrů a 27.července ráno pak měla za sebou poslední pozemskou cestu - na startovní komplex.

Před polednem místního času (kolem 15 hodin odpoledne našeho času) už byla usazena na vrcholek rakety. Od 28.července finišují testy na rampě.

Jan Chodas, manažer projektu v JPL při této příležitosti řekl: "Tzv. funkční test na rampě byl prvním ze sedmi kontrol, které musí JUNO a její tým uskutečnit v posledních deseti dnech na Zemi. Zbývá provést ještě řadu činností před startem, ale lidé kolem jsou rádi, že už jsou tady poslední dny přípravy, pro kterou jsme pracovali tolik let a nyní jsme připraveni."

Raket Atlas V-551 (AV-029) míří na rampu

Raketa Atlas V-551 (AV-029) míří na rampu

Ve čtvrtek 4. srpna dopoledne tamního času bylo v 13:35 SELČ rozhodnuto o přesunu rakety z 30poschoďové budovy Vertical Integration Facility na rampu, půlhodinový pomalý převoz začal minutu po 14 h SELČ. Když byl mohutný nosič vyvezen na rampu a začalo "ostré odpočítávání" startu.

Pokud to stihne včas, uletí Juno před blížící se tropickou bouří Emily k Jupiteru. Latináři a příznivci mytologie si to mohou přeložit jako: paní blesku prchne před tropickou bouří za vládcem hromu a blesku.

Autoři: , ,




Hlavní zprávy

Další z rubriky

Pohled na planetu Zemi ze stanice ISS
Na ISS se možná vrátí turisté

Ruská firma chce obnovit lety bohatých zájemců do vesmíru i s návštěvou Mezinárodní vesmírné stanice.  celý článek

Start ruské rakety Proton-M s americkou telekomunikační družicí EchoStar 21.
Po půlročních odkladech odletěla ruská raketa Proton-M

Je letos vůbec poprvé, co se do vesmíru dostala raketa Proton-M. Několikanásobný odklad způsobily v prosinci odhalené problémy s motorem rakety.  celý článek

Indická raketa PSLV-C38 vynáší do vesmíru mimo jiné i  technologickou...
Na oběžnou dráhu zamířila nová česká družice VZLUSAT-1

Minisatelit VZLUSAT-1 se po letech příprav dostal na oběžnou dráhu.  celý článek

Najdete na iDNES.cz



mobilní verze
© 1999–2017 MAFRA, a. s., a dodavatelé Profimedia, Reuters, ČTK, AP. Jakékoliv užití obsahu včetně převzetí, šíření či dalšího zpřístupňování článků a fotografií je bez souhlasu MAFRA, a. s., zakázáno. Provozovatelem serveru iDNES.cz je MAFRA, a. s., se sídlem
Karla Engliše 519/11, 150 00 Praha 5, IČ: 45313351, zapsaná v obchodním rejstříku vedeném Městským soudem v Praze, oddíl B, vložka 1328. Vydavatelství MAFRA, a. s., je členem koncernu AGROFERT.