50 let kosmonautiky - meziplanetární lety

Ve čtvrtek 4. října 2007 jsme si připoměli přesně 50 let od vypuštění první umělé družice světa Sputniku. Hvězdárna Vsetín připravila velké množství akcí v rámci oslav tohoto významného jubilea kosmonautiky. Jednou z iniciativ bylo uspořádání výstavy 50 let kosmonautiky v Galerii Gratis vsetínského zámku. Pro ty z vás, kteří jste neměli možnost tuto výstavu navštívit přinášíme obrázky a internetový přepis panelů. Jako pátý uveřejňujeme panel nazvaný Meziplanetární lety a další bude následovat 8. listopadu.

Obr. 1: K veleúspěšným programům automatického průzkumu našeho souputníka Měsíce patřila dlouhá řada sovětských sond Luna. Luna 17 z roku 1970 na své palubě nesla automatické vozítko Lunochod 1 (vpravo). Na obrázku vlevo můžete vidět dobový plakátek zachycující misi této sondy. [1]

Obr. 2: Kromě planet bylo v historii meziplanetárních letů hojně zkoumáno také Slunce. Na snímku je zobrazena letová konfigurace sondy Genesis, která sbírala vzorky částic slunečního větru a dopravila je zpět na Zemi. [1]

Obr. 3: Průzkumníky povrchu Marsu byly v polovině 70. let americké sondy Viking, které kromě jiného prováděly biologické experimenty. Při nich měla být odhalena přítomnost mikroorganismů v půdě. [1]

Obr. 4: Automatická vozítka Spirit a Opportunity zkoumají planetu Mars od ledna 2004. Původně měla pracovat na povrchu „minimálně 90 dní“. Svou základní misi překročila více jak 10-krát a fungují dodnes. Tato spolehlivost je řadí k nejúspěšnějším průzkumníkům Marsu všech dob. [1]

Obr. 5: Sondy Pioneer (vlevo) a Voyager patří k nejslavnějším a nejúspěšnějším průzkumníkům vzdálených končin sluneční soustavy. V 70. a 80. letech navštívily postupně všechny velké planety. Nyní jsou na cestě ven ze sluneční soustavy (schéma vpravo nahoře). [1]

Obr. 6: Asi nejúspěšnějším a nejsledovanějším projektem současnosti je mise sondy Cassini-Huygens, která zkoumá planetu Saturn, její prstence a rozsáhlý systém měsíců. Ve spodní řadě jsou zleva snímky měsíce Titanu, prstenců vrhajících stín na planetu a měsíce Hyperionu. [1]

Obr. 7: K nejzkoumanějším objektům sluneční soustavy patří v poslední době ty nejmenší – planetky a komety. Na snímku je planetka 433 Eros, kterou koncem 90. let navštívila sonda NEAR (vlevo nahoře). [1]

Obr. 8: Mise Deep Impact patří k ukázkovým příkladům schopností současných automatických zařízení. Sonda proletěla v červenci 2005 kolem jádra komety Tempel 1, přičemž její část (tzv. impaktor) tvrdě dopadla na povrch tělesa. Srážka byla sledována mnoha přístroji a přinesla nečekané informace o struktuře kometárního jádra. [1]

Po letu první umělé družice Země Sputniku v roce 1957 rychle následovaly snahy o vědecké využití kosmické technologie. První pokusy se odehrávaly na oběžné dráze kolem Země a Měsíce, ale postupně dozrál čas na průzkum ostatních těles sluneční soustavy. Nastala éra meziplanetárních letů.

Měsíc: Koncem 50. let byla ze strany USA i SSSR uskutečněna řada pokusů o průzkum Měsíce v podobě sond Pioneer (USA) a Luna (SSSR). První úspěšný průlet provedla Luna 1 v lednu 1959. V první polovině šedesátých let byla vypuštěna série amerických sond Ranger, které si přes řadu neúspěchů připsaly i některá prvenství. Ranger 4 uskutečnil v dubnu 1962 první tvrdé přistání a Ranger 7 zaslal v roce 1964 těsně před dopadem zpět na Zemi několik snímků povrchu. Úspěchem skončila i sovětská mise Zond 3 (červenec 1965), když pořídila první snímky odvrácené strany Měsíce. Vrcholem automatického průzkumu Měsíce byla druhá polovina 60. let. Na sovětské straně pokračovala řada Luna – Luna 9 v lednu 1966 měkce přistála a zaslala na Zemi snímky z povrchu, Luna 16 ze září 1970 odebrala 100 g hornin a dopravila je zpět na Zemi a Luna 17 z listopadu 1970 nesla automatické vozítko Lunochod 1. Ve stejném období Američané vypouštěli střídavě dvě řady sond Surveyor a Lunar Orbiter v rámci podpory projektu Apollo, který koncem 60. let vyústil k přistání člověka na Měsíci. V automatickém průzkumu pokračovali pouze Sověti dalším prodloužením řady Luna. Poslední Luna 24 odstartovala v srpnu 1976. Následovalo dlouhé období nezájmu o Měsíc, které bylo ukončeno v lednu 1990, kdy odstartovala japonská sonda Muses-A. Zatím posledními návštěvníky byly americký Lunar Prospector v lednu 1998 a evropská mise SMART-1 ze září 2003.

Slunce: Prvním tělesem sluneční soustavy, které bylo pozorováno z heliocentrické dráhy, a jehož výzkumu byla již koncem 50. let věnována samostatná kosmická sonda Pioneer 5, bylo Slunce. Na její úspěšnou misi navázala řada následovníků – např. Explorer 49 či Helios. Koncem 70. let byly sluneční sondy nahrazeny družicemi na oběžné dráze kolem Země. Přelomovým experimentem ve studiu naší hvězdy z meziplanetárního prostoru byla sonda Ulysses vypuštěná v říjnu 1990, která umožnila pohled na jinak obtížně pozorovatelné polární oblasti Slunce. Dnešní stav vědomostí o Slunci si nelze představit bez sluneční kosmické observatoře SOHO navedené na speciální dráhu v prosinci 1995. Nejmodernější zařízení pro výzkum Slunce bylo vypuštěno teprve nedávno. Mise STEREO odstartovala 25. října 2006 a jejím úkolem je přinášet prostorové informace o jevech na Slunci i v oblasti mezi Sluncem a Zemí.

Venuše: Po Slunci přišla koncem 60. let řada i na planety – samozřejmě ty nejbližší. Jako první byla navštívena Venuše, kolem které v únoru 1961 prolétla Sovětská sonda Veněra 1. Počáteční úspěchy však vystřídala řada selhání. Přelomovým letem k Venuši byla mise Veněra 4 z června 1967, jejíž část pronikla do atmosféry planety. Mezi lety 1969 a 1975 vypustili Sověti další sondy Veněra, přičemž Veněra 7 poprvé v historii úspěšně přistála na jiné planetě a modul Veněry 9 získal snímky povrchu. Koncem 70. let Veněry odeslaly na Zemi barevné panoramatické snímky povrchu a objevily řadu horkých skvrn na severní polokouli, které by mohly značit vulkanickou činnost. Američané se po průletu Marinerů 2 (1961), 5 (1967) a 10 (1974) vrátili k Venuši koncem 70. let s dvojicí sond Pioneer Venus, které provedly radarové mapování povrchu. Pioneer Venus 2 nesla čtveřici sond, které na padáku sestoupily hluboko do atmosféry. Planetu Venuši navštívily na své cestě k Halleyově kometě také sondy Vega (Veněra – Gallej) v polovině 80. let, které odhodily pouzdro s přistávacím modulem a balónem pro výzkum atmosféry. V květnu 1989 byla vypuštěna sonda Magellan, která dorazila k planetě v srpnu 1990. Jejím úkolem bylo pomocí radaru zmapovat povrch Venuše. Dosud poslední stále pracující sondou na oběžné dráze Venuše je evropský Venus Express vypuštěný v listopadu 2005.

Mars: Nejzkoumanějším tělesem sluneční soustavy za dobu kosmického věku lidstva je Mars. První pokusy o jeho návštěvu podnikl Sovětský svaz již v říjnu 1960. Úspěšnou misí byl ale až americký Mariner 4, který prolétl kolem planety v červenci 1967 a pořídil 22 snímků jejího povrchu. Řada Mariner pokračovala mezi lety 1969 a 1971 – Mariner 9 byl poprvé naveden na oběžnou dráhu, odkud objevil útvary podobné korytům řek. Mezi lety 1971 a 1973 odstartovala také série sovětských sond. Mars 2 nesl na palubě přistávací modul, který se rozbil o povrch, první měkké přistání uskutečnil v listopadu 1971 Mars 3 a přistávací modul sondy Mars 6 pořizoval během sestupu atmosférou meteorologická data. K nejvýznamnějším misím 70. let patří dvojice amerických sond Viking (1975), které byly složeny z orbitální a přistávací části. Povrchové moduly nesly řadu experimentů včetně biologických, jejichž úkolem bylo pátrat po výskytu mikroorganismů v půdě. V roce 1992 Američané ztratili sondu Mars Observer, kterou o pět let později nahradil Mars Global Surveyor. V prosinci 1996 se začala psát moderní historie výzkumu povrchu rudé planety, když byl vypuštěn Mars Pathfinder. Sonda nesla na palubě malé automatické vozítko Sojourner a k přistání poprvé použila „airbag“ – přistávací polštář. Vozítko pracovalo na povrchu 83 dní. Po řadě neúspěchů v podání Japonců a Američanů následovalo několik zdařilých misí. Americký Mars Odyssey z roku 2001, evropská sonda Mars Express z roku 2003 či veleúspěšná dvojmise vozítek Spirit a Opportunity pod hlavičkou Mars Exploration Rover's z roku 2003. Poslední a nejdokonalejší sondou na oběžné dráze je Mars Reconnaisence Orbiter (od roku 2005). Dne 4. srpna 2007 na cestu k Marsu odstartovala mise Phoenix s přistávacím modulem na palubě.

Merkur: Nejméně prozkoumanou planetou je Merkur. V prosinci 1973 se k němu vydal Mariner 10, který kolem Merkuru třikrát prolétl v letech 1974 a 1975. Stal se první sondou, která navštívila dvě planety (na cestě k Merkuru navštívil také Venuši). Pořídil na 10 000 snímků a zachytil plných 57% povrchu. Druhá sonda k Merkuru Messenger je na cestě od srpna 2004 a k planetě má přiletět v lednu 2008. Na oběžnou dráhu bude ale navedena až v březnu 2011.

Velké planety: Velké planety přišly na řadu jako poslední. V prosinci 1973 proletěl kolem Jupiteru americký Pioneer 10 a přinesl první snímky planety a jejích velkých měsíců. Jeho následovník Pioneer 11 zamířil ještě dále, když po startu v dubnu 1973 provedl průzkum Saturnu v září 1979. Zbývající dvě planety Uran a Neptun navštívila na své „Grand Tour“ až sonda Voyager 2 (leden 1986 respektive srpen 1989) vypuštěná v srpnu 1977. Sondy Voyager vzbudily zájem o vzdálené planety, který vyústil v konstrukci velkých kosmických laboratoří určených k jejich průzkumu. V případě Jupiteru byla takovou sondou Galileo vypuštěná v říjnu 1989. Na své palubě nesla modul s přístroji, který byl odhozen do atmosféry planety. Samostatné sondy se dočkal také Saturn. V roce 1997 odstartovala mise Cassini, která dodnes zkoumá nejen planetu, ale i rozsáhlý systém jejích prstenců a měsíců. Sonda nesla přistávací pouzdro Huygens určené k přistání na největším měsíci Titanu.

Trpasličí planety, planetky a komety: Kromě planet je ve sluneční soustavě celá řada menších těles, která postupně přilákala pozornost vědců. Již v září 1985 prolétla sluneční sonda ISEE–ICE ohonem komety Giacobini-Zinner. První průlet kolem jádra komety uskutečnila 1. března 1986 japonská sonda Sakigake a 13. března 1986 přišla řada na nejslavnější misi k Halleyově kometě – evropskou Giotto, která získala unikátní záběry jádra. Na další cesty ke kometám jsme si museli počkat přes 20 let. Na jaře 2004 přinesla sonda Stardust zpět na Zemi vzorky prachu, které odebrala v okolí komety Wild 2; unikátní experiment byl proveden v červenci 2005, když impaktor mise Deep Impact dopadl na povrch jádra komety Tempel 1. Na cestě ke kometě Čurjumov-Gerasimenko je evropská Rosetta, která nese modul pro měkké přistání na povrchu.

Planetky na první relativně blízkou návštěvu čekaly až do října roku 1991, kdy sonda Galileo prolétla kolem asteroidu Gaspra. Nejslavnější misí je NEAR-Shoemaker, určená k průzkumu blízkozemního asteroidu Eros. Dosud poslední sondou k planetkám je japonská Hayabusa vypuštěná v květnu 2003, která se pokusila o krátké přistání a odběr vzorků z asteroidu Itokawa.

Nejnovější skupina těles sluneční soustavy – trpasličí planety, dosud reprezentovaná třemi tělesy Ceres, Pluto a Eris – však zatím navštívena nebyla. To by se mělo změnit v blízké budoucnosti. Sonda New Horizons k Plutu je na cestě od ledna 2006 (průlet 2015) a mise DAWN, která má mimo jiné navštívit Ceres, bude vypuštěna v září 2007.