Vesmírný poutník se vrací domů

S prachem nasbíraným v bezprostřední blízkosti komety Wild 2.

Pokud si navíc obyvatelé několika amerických států přivstanou, naskytne se jim jedinečná podívaná: sonda při sestupu do atmosféry zazáří jako jasný meteor. Když se celá operace zdaří, získají odborníci vzorky z druhého kosmického tělesa. První pocházejí z Měsíce.

Prach na tenisové raketě
Sonda Stardust (Hvězdný prach) se vydala do vesmíru v únoru roku 1999. Jejím hlavním cílem bylo dohonit kometu Wild 2 a nasbírat vzorky materiálu z jejího “ocasu”.

Proč právě Wild 2? “Odborníci v NASA museli vybrat kometu, od které by se mohla sonda díky zákonům nebeské mechaniky vrátit k Zemi po bumerangové dráze. V době startu byla právě Wild 2 ideálním cílem,” vysvětluje Antonín Vítek, odborník na kosmonautiku z Akademie věd ČR.

Kosmický poutník cestou dvakrát sbíral vzorky částic meziplanetárního prachu. V lednu 2004 ho pak čekal hlavní úkol: prolétl kolem pětikilometrového jádra komety ve vzdálenosti pouhých 236 kilometrů. Pořídil jeho fotografie a poslal je na Zemi. Snímky zachycují členitý povrch jádra s hlubokými průrvami a horami vysokými několik set metrů.

Zároveň sonda vysunula lapač připomínající tenisovou raketu pokrytou speciálním gelem. Do něj se zabořily částice z ohonu. “Atmosféra kolem jádra komety má ovšem podobnou hustotu jako vakuum připravené v pozemské laboratoři. Největší zachycené částice měří pouze několik mikrometrů,” konstatuje Antonín Vítek. Laboratoře ale podle jeho slov mají natolik citlivé analytické metody, že i z tak nepatrných částic přečtou všechno, co potřebují.

Existují jiné Země
Původně odborníci předpokládali, že sonda zachytí asi 500 mikročástic. Po samotném manévru jsou optimističtější a očekávají, že jich v lapači najdou až pětkrát víc.

Aerogel je tak jemný, že se vněm částice zachytí. Pokud by narážely do pevného materiálu, při rychlosti několika kilometrů za sekundu by se nárazem zahřály natolik, že by se okamžitě vypařily. Gel je pouze postupně zbrzdí a zachytí v nezměněné podobě.

Kromě toho má sonda na palubě malé zařízení, do něhož některé částice při průletu narazily. Vypařily se a vznikl plyn. Spektrometr ho analyzoval a výsledky poslal na Zemi. “Přístroj ale rozpoznal jen chemické složení, nikoliv jednotlivé minerály. Kromě toho je efektivní plocha tohoto sběrače malá, takže mnoho částic nezachytil,” říká Antonín Vítek.

Více nadějí odborníci vkládají do částic v gelovém lapači, který se má v pouzdru vrátit na Zemi. Tyto vzorky po přistání poputují do laboratoří Johnsonova kosmického centra NASA v Texasu, kde je experti podrobí chemickému i mineralogickému rozboru.

“Dnes známe složení jader komet pouze na základě spektroskopických zkoumání. Ta ale odhalují hlavně těkavé látky, které se tam nacházejí v plynném stavu - například vodní pára, oxid uhličitý a uhelnatý, kyan a dikyan,” uvádí Antonín Vítek. Pevná složka komet zatím zůstává tajemstvím. Teprve vzorky ze Stardustu pomohou najít odpověď na otázku, jaké prvky a v jakých sloučeninách kometa obsahuje.

“Tyto informace pomohou vytvořit teorie, jak jádra komet vznikala a jakými procesy přeměny postupem miliard let procházela. Všechno nasvědčuje tomu, že komety jsou téměř nezměněnými pozůstatky hmoty, ze které vznikala naše sluneční soustava před více než čtyřmi miliardami let,” podotýká český odborník.

Kometa Wild 2 má tu výhodu, že dlouhé miliardy let pobývala v Kuiperově pásu asteroidů za Neptunem. Teprve v roce 1974 se přiblížila k Jupiteru a jeho gravitace kometu nasměrovala do vnitřní sluneční soustavy. Narozdíl od jiných vlasatic se zatím nikdy příliš nepřiblížila ke Slunci a neodtálo z ní mnoho materiálu. Její struktura se za 4,6 miliard let od vzniku sluneční soustavy téměř nezměnila.

Podle Vítka zároveň získáme informace o tom, jak mohou vypadat planetární soustavy jiných hvězd, a tím pádem také určitá vodítka k tomu, zda mohou jinde existovat planety podobné Zemi. Do jisté míry tedy celá mise souvisí s hledáním života ve vesmíru.

Držme palce padáku
Vyhodnocování údajů potrvá nejméně rok. První předběžná data by vědci mohli zveřejnit koncem léta nebo na podzim letošního roku. Ovšem pouze za předpokladu, že zítřejší přistání proběhne úspěšně. Má k němu dojít v poušti v Utahu, asi sto kilometrů jihozápadně od Salt Lake City. Předpokládaná oblast dopadu tvoří pruh dlouhý 84 a široký 30 kilometrů.

K Zemi se nevrátí celá sonda, ale pouze návratové pouzdro se vzorky. ”Další osud samotné sondy záleží na velikosti úhybného manévru, ale s největší pravděpodobností zanikne v atmosféře,” odhaduje Antonín Vítek.

Pouzdro se snese na padáku a začne vysílat radiový signál. Vydají se k němu specialisté ve třech helikoptérách, aby ho našli a dopravili do laboratoře. V září 2004 skončilo podobné přistání sondy Genesis, která sbírala částice slunečního větru, velkým neúspěchem. Kvůli konstrukční vadě se padák vůbec neotevřel a sonda se rozbila o zem.

Smůla provází i další sondu - japonskou Hajabusu, která měla vloni v listopadu přistát na asteroidu, nasbírat vzorky a vrátit se s nimi na Zemi. Přistání se sice zdařilo, pak ale vznikl problém s komunikací, takže vědci dodnes nevědí, zda se podařilo vzorky odebrat. Japonská sonda se potýká i s dalšími problémy, takže pravděpodobnost, že se vrátí k Zemi je mizivá.

“Jednalo se především o technologickou misi, Japonci během ní ověřovali řadu nových konstrukčních prvků. Hajabusa přistání na asteroidu zvládla, takže z tohoto pohledu jde o poměrně úspěšnou misi. Získání vzorků a tedy vědeckých poznatků mělo být spíš bonusem,” říká Antonín Vítek.

Naopak vloni zaznamenali Američané velký úspěch, který se shodou okolností týkal také komety. Sonda Deep Impact vyslala počátkem července střelu do jádra komety Tempel 1, prolétla kolem ní a spektroskopicky zkoumala oblak nárazem vypařených látek. Získané informace pak poslala na Zemi. Přivézt vzorky zpátky ale Deep Impact neměl v popisu práce. Tato premiéra čeká právě na Stardust.

Experti z NASA ujišťují, že této misi už žádná komplikace nehrozí. Cvičné přistání a hledání kopie návratového pouzdra dopadlo výborně. Antonín Vítek odhaduje úspěšnost zítřejšího přistání na osmdesát procent.

“To nejhorší už máme za sebou. Měli jsme obavy z toho, aby sonda přežila průlet kolem komety bez úhony. Teď už jsme v podobné situaci, jako bychom stáli na letišti po dlouhé a náročné cestě, čekali na své zavazadlo a doufali, že se v něm cestou nic nerozbilo,” uvedl David Hughes, astronom z univerzity v Sheffieldu ve Velké Británii, na stránkách časopisu New Scientist.