Americká sonda Dawn má najít informace o počátcích naší sluneční soustavy
Planetologové se snad konečně dočkají: příští týden má odstartovat sonda Dawn (Úsvit) a zahájit několikrát odkládanou a jednou dokonce úplně zrušenou cestu ke dvěma planetkám. Zamíří k Vestě a Ceres, dvěma největším objektům v pásu asteroidů mezi oběžnou dráhou Marsu a Jupiteru. Jejich průzkum má odborníkům prozradit informace o počátcích naší sluneční soustavy.
Start je naplánován na 26. září. Pokud by počasí tomuto datu nepřálo, startovací okno potrvá až do poloviny října. Misi provází už delší dobu smůla. Vznikla v roce 2001 jako součást vědeckého programu NASA nazvaného Discovery. Start se stále odkládal, především kvůli problémům s vývojem iontového pohonu.
Vloni přišla špatná zpráva: celá mise se kvůli škrtům v rozpočtu ruší! „Proti tomuto rozhodnutí se ale mezi vědci zvedla prudká vlna nevole. Podařilo se jim přesvědčit americké kongresmany o nutnosti zkoumat planetky kvůli případnému riziku srážky asteroidu se Zemí. Takže se Dawn do programu vrátil,“ popisuje situaci Antonín Vítek, odborník na kosmonautiku z Akademie věd ČR.
Tím ale problémy nekončily. Start se nejdřív posunul z letošního června na červenec kvůli potížím s nosnou raketou. Pak ale vznikla na startovací rampě na Mysu Canaveral „dopravní zácpa“. Během několika dní se měl do kosmu vydat raketoplán, vojenská družice a sonda Phoenix mířící k Marsu. Dawn musel počkat. Jeho velký den má přijít právě příští týden. Náklady se vyšplhaly na téměř 450 milionů dolarů, původní rozpočet se přitom pohyboval kolem 373 milionů.
Sonda se má na jaře roku 2009 přiblížit k Marsu a využít jeho gravitačního zrychlení k další cestě. V roce 2011 zaparkuje na oběžné dráze kolem planetky Vesta a po sedmi měsících bude pokračovat k Ceres. K ní dorazí počátkem roku 2015 a bude ji zkoumat nejméně pět měsíců.
Jupiter nemá rád konkurenci
Proč se výzkumníci zaměřili právě na Vestu a Ceres? Prvním důvodem, který hrál důležitou roli při přesvědčování kongresmanů, je snaha zjistit podrobnosti o složení asteroidů. Některé teorie naznačují, že jde jen o shluk kamenů, které u sebe drží vlivem poměrně slabých gravitačních sil.
„Pokud by hrozila kolize nějaké planetky se Zemí a snažili bychom se ji vychýlit z dráhy pomocí výbuchu, kameny by zůstaly u sebe a letěly by původním směrem, ale rozpadly by se na menší kusy. Takže by na Zemi způsobily větší katastrofu než jeden kus,“ upozorňuje odborník. Srážka Vesty ani Ceres s naší planetou nehrozí, ale odborníci předpokládají, že všechny asteroidy mají podobné složení.
Druhým důvodem je to, že obě planetky jsou pozůstatkem prapůvodního materiálu, ze kterého se zrodila sluneční soustava. Menší kusy se postupně shlukovaly a vznikly z nich planety. Gravitační vliv Jupiteru ale zabránil tomu, aby se z těles mezi ním a Marsem vytvořila další planeta. „S nadsázkou můžeme říci, že Jupiter ve své blízkosti nepovolil žádnou konkurenci,“ podotýká Antonín Vítek.
V 19. století se objevila teorie, že je pás asteroidů pozůstatkem dávné planety, která se rozpadla nárazem asteroidu. Dnešní poznatky o pohybech kosmických těles a jejich gravitačním působení ovšem tuto hypotézu vylučují.
Tisíce virtuálních astronautů
Planetky nezůstaly na rozdíl od komet v úplně původní podobě. Jsou blíž ke Slunci, takže na ně už čtyři a půl miliardy let působí sluneční záření. „Jeho vlivem se pravděpodobně odpařily všechny plyny. Kromě toho došlo vlivem ultrafialového záření k polymeraci jednoduchých organických látek, které se mohly nacházet na povrchu, a změnily se v tmavý pryskyřicovitý materiál podobný asfaltu,“ říká odborník. Přesto nám chemické složení obou těles prozradí mnoho zajímavostí o vzniku a raném vývoji sluneční soustavy.
Sonda Dawn je vybavena dvěma optickými kamerami a spektrometry, které působí ve viditelné, infračervené i ultrafialové části spektra. Tyto přístroje umožní zjistit chemické složení planetek. Z fotografií vědci poznají, do jaké míry byly v minulosti vystaveny nárazům menších těles. „Z toho lze odvodit, v jak husté části protoplanetárního disku se nacházely,“ říká Antonín Vítek.
Dále může družice zjistit i případné poruchy v gravitačním poli planetek, což by prozradilo jejich vnitřní nehomogenitu. To by nám napovědělo, jakým způsobem se formoval tvar planetek během miliardy let trvajícího vývoje. Sonda by mohla změřit také nepatrnou atmosféru, která se u planetek nachází v případě, že se z nich ještě neodpařily všechny plyny. „Šlo by jen o nepatrnou koncentraci plynů ionizovaných ultrafialovým zářením. O měřitelném tlaku tamní atmosféry nemůže být řeč,“ říká český expert.
Kromě přístrojů veze Dawn jeden speciální náklad - křemíkový čip o rozměrech 8 krát 8 milimetrů se zakódovanými jmény více než 365 tisíc lidí, kteří se přihlásili přes internet. Alespoň obrazně se tak podívají do nitra pásu asteroidů.
Dawn má pracovat do roku 2015. Na oběžné dráze Ceres zůstane nejméně dalších padesát let. Důvodem je snaha nekontaminovat prostředí planetky, kterou částečně tvoří vodní led. „Vědci si tak nechávají čas pro vyslání dalších sond, které by v budoucnu mohly na planetce přistát a hledat na ní život podobně jako na ledových měsících Jupiteru,“ vysvětluje Antonín Vítek.
Mezi balvanem a planetou
Přestože mají obě planetky stejný původ, prošly různým vývojem, a proto se od sebe výrazně liší. Zatímco Vesta je suchá, kamenitá a její povrch je poznamenán nárazy menších těles a vulkanickou činností, Ceres nejspíš tvoří z větší části vodní led a její povrch je poměrně hladký. Vesta tak připomíná kamenné planety pozemského typu, kdežto Ceres má blíž k ledovým měsícům obíhajícím kolem Jupiteru. Přesto mají mnoho společného.
„Na rozdíl od malých asteroidů jsou dostatečně hmotné, aby vlivem gravitace získaly téměř kulovitý tvar. Na druhou stranu ale gravitační síla není dost velká k tomu, aby došlo k vnitřní přeměně struktury a vzniku jádra,“ vysvětluje Antonín Vítek. Vesta i Ceres jsou tedy přechodnými tělesy mezi malými asteroidy a velkými planetami. „Taková tělesa dosud žádné sondy nezkoumaly,“ připomíná český odborník.
Podle nové klasifikace kosmických těles, kterou schválila Mezinárodní astronomická unie vloni na svém zasedání v Praze, bychom měli Ceres správně nazývat „trpasličí planetou“. Jde totiž o těleso, které obíhá kolem Slunce, má přibližně kulovitý tvar, ale na rozdíl od planet svou gravitací „nevyčistilo“ své okolí od menších těles. Menší Vesta s méně pravidelným tvarem zůstává asteroidem.
Antonín Vítek ovšem upozorňuje, že se termín asteroid v běžné mluvě sice používá, ale v odborném jazyce bychom měli dávat přednost výrazu planetka. „Asteroid znamená podobný hvězdám - tak se Vesta a Ceres jevily astronomům na počátku 19. století, když byly poprvé pozorovány,“ říká expert. Poměrně brzy se ukázalo, že s hvězdami nemají nic společného, a začalo se jim říkat „minor planets - menší planety, česky planetky. Angličtina ale neumí tvořit jednoslovné zdrobněliny, proto v ní stále přežívá nepřesné označení asteroid.
***
Vesta i Ceres jsou přechodnými tělesy mezi asteroidy a velkými planetami. Takové objekty zatím žádné sondy nezkoumaly.
Obrázek
Pouť za úsvitem sluneční soustavy
