Budoucnost výzkumu sluneční soustavy kosmickými sondami IV - Asteroidy, Jupiter, Kuiperův pás a ještě dál

Na konec tohoto seriálu o průzkumu sluneční soustavy se podívejme na sondy, které jsou určeny ke zkoumání asteroidů hlavního pásu, galileovských měsíců a objektů Kuiperova pásu. Nejdříve se však, stejně jako v minulých dílech, krátce ohlédneme za historií a uvedeme stručný přehled misí budoucích.

Obr. 1: Sonda Dawn [1].

Obr. 2: Sonda NEAP [2].

Obr. 3: Sonda JUNO [3].

Obr. 4: Sonda New Horizons [4].

První sondou určenou k primárně k průzkumu asteroidů byla roku 1996 sonda NEAR (Near Earth Asteroid Rendezvous), která studovala planetku (433) Eros, na které nakonec také přistála, ačkoliv se s tím původně nepočítalo a sonda nebyla k takovémuto manévru vůbec uzpůsobena. Další sondou určenou k průzkumu planetky byla Deep Space – 1. V roce 1999 proletěla kolem planetky Braille a roku 2001 proletěla komou komety Borrelly. Šlo však hlavně o technologickou misi, při které byl kromě jiného poprvé operativně použit iontový motor. V současné době se od asteroidu (25143) Ikotawa vrací japonsko – americká sonda Hayabusa (Muses – C), jejímž cílem bylo získat vzorek z tohoto asteroidu a dopravit jej na Zemi k analýzám (podle posledních informací byl odběr vzorku neúspěšný). Další v současné době operující sondou určenou k průzkumu asteroidů a komety 67P/Churyumov-Gerasimenko je Rosseta. Na příští roky je v plánu americká sonda Dawn a soukromá (!) americká sonda NEAP (Near Earth Asteroid Prospector).

K průzkumu nejen galileovských měsíců, ale hlavně velkých planet bylo v minulosti vysláno několik sond, uveďme Pioneery 10 a 11 (v letech 1972 a 1973), Voyagery 1 a 2 (roku 1977), Galileo (1989) a Cassini (1997). V budoucnu by to měla být mise JUNO, která opět navštíví Jupiter. Primárně k průzkumu Kuiperova pásu zatím nebyla vyslána žádná sonda, příští rok má za tímto účelem startovat sonda New Horizons.

Start sondy Dawn [1] je plánován na 17. červen 2006 z kosmodromu Cape Canaveral na Floridě pomocí nosné sondy Delta 7925H. Po pětileté cestě, kdy sonda proletí v únoru 2009 kolem Marsu, dosáhne v říjnu roku 2011 asteroidu Vesta a přejde na jeho oběžnou dráhu ve výšce 700 km, poté klesne na dráhu ve výšce 120 km a je možné, že bude navedena na ještě nižší dráhu 15 – 75 km nad povrchem. Po sedmi měsících strávených u Vesty se sonda v květnu 2012 odpoutá a zamíří k asteroidu Ceres kam dorazí v srpnu roku 2015 a zůstane 5 měsíců na orbitě ve výšce nejdříve 890 km, poté 140 km a později možná 50 – 75 km nad povrchem. Mise bude ukončena v lednu 2016.

Sonda je hliníková „krabice“ se dvěma panely solárních článků namontovanými na opačných stěnách základního tělesa. Vysokozisková parabolická anténa o průměru 1,5 m je rovněž namontována na jedné ze stěn. Na horní stěně je namontováno pětimetrové rameno nesoucí magnetometr, vedle tohoto ramena jsou umístěny další přístroje – kamery, mapovací spektrometr, laserový výškoměr, neutronový a gama spektrometr a systémy navigace. Vědeckými cíli mise jsou: studium vnitřní struktury, hustoty, tvaru, velikosti, složení a hmotnosti asteroidů, povrchové morfologie, kráterů a magnetismu. Tyto výzkumy by měly pomoci určit tepelnou historii, velikost jader, roli vody ve vývoji asteroidů a to, které meteority nalezené na Zemi pocházejí z těchto planetek. Také získáme fotografie, prvkové složení a topografické profily povrchů asteroidů.

O sondě NEAP [2] toho není mnoho známo, hlavně protože projekt ještě nebyl dokončen. Jistě velmi zajímavé je, že tato sonda nebude provozována žádnou národní nebo mezinárodní kosmickou agenturou, nýbrž soukromou firmou SpaceDev a jde tak o první soukromou sondu, která se vydá do meziplanetárního prostoru. Půjde o šestiboký hranol o hmotnosti asi 200 kg a užitečný náklad bude tvořen „mixem“ vědeckých, reklamních a novátorských zařízení. Startovat by měla jako sekundární náklad na palubě rakety Ariane 5 někdy během let 2007 – 2010.

Juno [3] je náhradou za misi JIMO (Jupiter Icy Moon Orbiter), která měla být poháněna a napájena elektřinou z nukleárního reaktoru [4]. Juno je druhou meziplanetární sondou v programu New Frontiers Program (první je dále popisovaná New Horizons). Sondy této série nesmí překročit cenu 700 milionů dolarů a musí být připraveny ke startu ne později než 30. června 2010. Juno je zatím v předběžné fázi vývoje, dostupné informace hovoří o tom, že má být navedena na polární dráhu kolem Jupitera a odtud se zabývat výzkumem planetární atmosféry, původu jeho magnetického pole, studiem magnetosféry, zjišťováním množství vody a amoniaku v atmosféře. Má se rovněž pokusit zjistit, zda má Jupiter kamenné jádro.

Start sondy New Horizons [5] může být oproti původním plánům zpožděn z důvodu nesplnění dodací lhůty radioizotopových termoelektrických generátorů. Tyto se vyrábějí v Los Alamos National Laboratory, kde v loňském roce došlo ke ztrátě počítačového disku s tajnými daty a veškeré práce byly zastaveny do vyřešení případu. Start by se měl uskutečnit v lednu roku 2006 pomocí nosné rakety Atlas V 551 se třetím stupněm Star 48B (v případě, že by se start v tomto termínu nestihl, jsou zde ještě dva záložní, v únoru 2006 a únoru 2007). Sonda o rok později proletí kolem Jupitera, přičemž tento manévr jednak nasměruje sondu k Plutu, jednak zvýší její rychlost. Průlet kolem největší planety nezůstane nevyužit; New Horizons otestuje některé vědecké přístroje a přidá se k řadě meziplanetárních sond, které Jupitera zkoumaly. Po tomto „nakopnutí“ poletí devět let ve spánkovém režimu dále ke svému cíli a teprve půl roku před největším přiblížením k Plutu, které je plánováno na červenec 2015, bude sonda aktivována. Po průletu bude pokračovat dále do Kuipeova pásu, který bude dalších 5 – 10 let zkoumat. Sonda je tvořena trojúhelníkovou základnou ke které je připojena vysokozisková anténa o průměru 218 cm, navigační systémy, radioizotopové termoelektrické generátory a další vybavení. Vědecké vybavení je tvořeno:

 - LORRI (The Long Range Reconnaisance Imager) – kamera pro snímání ve viditelné oblasti spektra

 - PERSI (The Pluto Exploration Remote Sensing Investigation) – sestává ze tří částí:

   - MVIC – kamera pro snímání ve viditelné oblasti spektra

   - mapovací spektrometr pro blízkou infračervenou oblast spektra

   - ALICE – mapovací spektrometr pro ultrafialovou oblast spektra

 - PAM (The plasma and high energy particle spectrometer suite) – sestává ze dvou částí

   - SWAP – elektrostatický analyzátor

   - PEPSSI – senzor iontů a elektronů

 - REX (The Radio Science Experiment) – ultrastabilní oscilátor spojený s rádiovým zařízením sondy

 - SDC (A student-built dust counter) – studentský experiment, měření prachu v oblasti mimo sluneční soustavu

Hlavními vědeckými cíli mise jsou: pořízení snímků Pluta a jeho měsíce Charona, charakterizovat globální geologii a morfologii Pluta a Charona, zmapování jejich povrchového složení, charakterizovat atmosféru Pluta a její úniky do prostoru, dále pak studovat časové změny Plutova povrchu a atmosféry, studium horních vrstev atmosféricky a ionosféry, hledat atmosféru Charona, upřesnit celkové znalosti o tomto systému a konečně charakterizovat jeden nebo více objektů Kuiperova pásu.

Nezbývá tedy než doufat, že alespoň některé z misí, o kterých byla v tomto seriálu řeč, budou realizovány a poskytnou nám tak nové, a myslím že mnohdy nečekané, informace o světech naší sluneční soustavy.