Agentura NASA na neděli 12. srpna připravila pro zapálené fanoušky kosmonautiky působivé divadlo. V půl čtvrté tamního a v půl desáté našeho času z mysu Canaveral odstartovala do vesmíru raketa Delta IV Heavy, jejíž starty jsou vždy působivé, ale v noci dvojnásob.
Silný, drahý, a proto také poměrně zřídka používaný stroj vynesl do vesmíru Parkerovu sluneční sondu (Parker Solar Probe), která by měla odpovědět na jednu z nejzajímavějších otázek kolem Slunce: proč má jeho atmosféra mnohem vyšší teplotu než jeho povrch.
Nedělní start proběhl přesně podle plánu v 9:31 ráno našeho času. Šest minut po staru odpadl kryt sondy, který ji chránil při průchodu hustou atmosférou Země. V čase T+10:45 se vypnul motor druhého stupně. Dvacet dva minut po startu se motor RL10B-2 zažehl znovu, aby pomohl sondě definitivně „uniknout“ z gravitačního vlivu naší planety.
V čase T+37:29 došlo (předtím se oddělil druhý stupeň) k zážehu motoru Star 48BV třetího stupně. Po jeho vyhoření, po 43 minutách a 18 sekundách letu se 646 kilogramů vážící sonda Parker Solar Probe definitivně osamostatnila. Na své cestě ke Slunci už v říjnu mine Venuši.
Sonda má uskutečnit 24 obletů a konec její mise je naplánován na rok 2025. Největšího přiblížení dosáhne v závěru roku 2024, kdy se dostane na vzdálenost 6,2 milionu kilometrů od povrchu Slunce. Dosud nejblíže se dostala západoněmecká sonda Helios 2, která byla 41,9 milionu kilometrů daleko. Slunci nejbližší planeta Merkur obíhá kolem naší hvězdy ve vzdálenosti bezmála 58 milionů kilometrů.
První pokus nevyšel
První pokus o start byl stanoven na sobotu 11.8. na 3:53 místního času, tedy 9:53 našeho času, nakonec z něj však sešlo. Zhruba čtyři minuty před plánovaným startem bylo odpočítávání přerušeno a start odložen. V údajích se objevila anomálie, o jejíž povaze v tuto chvíli nic bližšího nevíme.
Zhruba deset minut po desáté padlo rozhodnutí, že příprava ke startu bude pokračovat, protože anomálie nepředstavuje riziko. Nový čas startu byl stanoven na 4:24 tamního a 10:24 našeho času. Ze startovacího okna v době rozhodnutí zbývalo necelých čtyřicet minut.
Těsně před půl jedenáctou našeho času bylo ovšem odpočítávání pro sobotu zastaveno definitivně. Při předstartovní kontrole se objevily abnormální údaje o tlaku v palivových nádržích. Nemuselo jít vůbec o závažný problém, ale protože ve startovacím okně v té době nezbývalo mnoho času na analýzu a nalezení řešení, pokus o start byl pro sobotu 11. 8. 2018 ukončen.
Nákladový prostor rakety Falcon IV Heavy s Parkerovou sluneční sondou (a také motorem Star 48BV) již uvnitř na mysu Canaveral 30. července 2018.
Při rozboru údajů se neobjevily žádné velké problémy, a proto byl druhý pokus přesunut hned na druhý den, tedy 12. srpna. Start proběhl úspěšně v 9:31 našeho času.
Kdo, co, kam
Parkerova sonda na palubě Delta IV Heavy by se měla dostat do těsné blízkosti Slunce, kde se pokusí zmapovat magnetické pole, intenzitu slunečního větru a další charakteristiky v těsném okolí naší hvězdy. Měření by měla pomoci najít správnou odpověď na jednu z velkých záhad solární fyziky: proč je povrch naší hvězdy tak „studený“. Teplotu povrchu Slunce totiž dokážeme jednoduše změřit, a tak víme, že se pohybuje mezi pěti až šesti tisíci stupňů. Ale teplota korony, tedy oblasti těsně nad povrchem Slunce, může být výrazně vyšší, i řádově v milionech stupňů.
Proč se se zvyšující vzdáleností od zdroje teplota v tomto případě zvyšuje, věda s dostatečnou jistotou neví. Jedna z rozšířených hypotéz říká, že příčinou by mohly být miniaturní erupce známé pod anglickým výrazem „nanoflares“ (nanoerupce).
O prosazení této myšlenky se zasloužil do značné míry i fyzik Eugen Parker, po kterém je sonda pojmenována. Není to však jediný důvod, Parker je velkou postavou oboru sluneční fyziky. I tak bylo trochu překvapivé, že NASA zařízení pojmenovala právě po něm - je totiž stále živý. Parkerova sonda je první sondou NASA, která dostala jméno po žijícím vědci.
Pro vědce nezvyklý nosič
Nejen v kontextu vědeckých misí je poněkud nezvyklá i raketa, která sondu vynesla. Delta IV Heavy je výkonnější variantou známé rakety Delta IV. Premiéru si Heavy odbyla v roce 2004 a od té doby nosila do kosmu výhradně vojenské náklady pro americké ozbrojené složky.
Zvedání rakety Delta IV Heavy na startovací rampu během zkoušek v dubnu 2018
Civilní zákazníci ji poprvé využili v prosinci 2014, kdy posloužila při prvním zkušebním (a samozřejmě nepilotovaném) letu americké kosmické lodi nové generace Orion. Zřejmě vzhledem k vysoké ceně (obecně se dnes uvádí údaj kolem 350 milionů dolarů za start) žádný další civilní start zatím naplánovaný není.
Detla IV Heavy létá obvykle ve dvoustupňové variantě, v tomto případě ovšem jsou požadavky mise takové, že letěla ve velmi nestandardní konfiguraci třístupňové. Parkerově sondě dodá potřebnou energii ještě raketový motor Star 48BV. Ten si možná někteří pamatují ze startu mise New Horizons, která se po startu v lednu 2006 stala objektem s největší únikovou rychlostí, v zemském gravitačním poli se pohybovala rychlostí zhruba 16,5 kilometru za sekundu. Přestože měla dostatek rychlosti, aby se mohla vydat k trpasličí planetě Pluto, byla na cestě téměř deset let. I náš malý kout vesmíru je prostě veliký.
Plán letu pro Parkerovu sondu si samozřejmě žádá něco zcela jiného - zpomalit natolik, aby sonda „spadla“ až na oběžnou dráhu, která mu dovolí zůstat delší dobu v těsné blízkosti Slunce. Orbitální mechanika říká, že s dnešními motory nelze poslat sondu na takovou dráhu přímo, a tak se Parkerova sonda bude pohybovat po speciálně navržené a velmi komplikované dráze, která ji zavede sedmkrát kolem Venuše.
Ilustrace Parkerovy sluneční sondy ve vesmíru
Při každém průletu ztratí v gravitačním poli této planety trochu energie. Od roku 2024 by se měla pohybovat po své finální dráze, která má nejvzdálenější bod od Slunce ve vzdálenosti 0,73 astronomické jednotky (tj. na úrovni Venuše). V nejbližším bodě pak bude pouze 0,04 astronomické jednotky od Slunce, tedy zhruba šest milionů kilometrů (dosavadní rekord držela německá sonda Helios 2 se 42 miliony kilometrů). Samozřejmě v blízkosti Slunce bude mít Parkerova sonda vůči naší hvězdě velmi vysokou rychlost kolem 200 km/s.
Na své finální dráze také sonda nakonec „zemře“; až jí dojde palivo pro orientační motory, nebude se moci natáčet ke Slunci svým tepelným štítem a žár její vybavení zničí. Vedení letu předpokládá, že to bude až rok či dva po splnění základního vědeckého programu. Vzhledem k tomu, že ten by měl být hotov zhruba za sedm let, sonda by tedy měla mít celkovou životnost osm až devět let.
Stroj čekají během té doby skutečně extrémní podmínky s teplotami až kolem 1 300°C. Právě proto je orientace uhlíkovým tepelným štítem ke Slunci tak důležitá. Díky němu by se teplota v prostoru pro vědecký náklad neměla vyhoupnout přes 28 °C. Elektronika v něm bude mít i vlastní topení, aby nedošlo k poškození chladem.
Vzhledem k tomu, že dráha je tak komplikovaná a vyžaduje, aby Venuše byla ve vhodném postavení, startovní okno pro sondu je poměrně krátké. Každý den tvrdá jen pár desítek minut a ideální podmínky jsou do 19. srpna, s mírnými úpravami by se pak dalo startovat až do 23. srpna. Pokud by se start nepodařil, příští podobná možnost by byla v květnu příštího roku.
