Průzkum Sluneční soustavy: Sondy, které objevovaly Měsíc (seriál)

20.02.2014 - Petr Lála

Americké automatické vozidlo Curiosity přistálo letos v létě na Marsu jako podle učebnice. Mohlo by se zdát, že je to jednoduché. Ve skutečnosti je přímý průzkum těles Sluneční soustavy pomocí automatů jedním z nejzajímavějších, ale také nejsložitějších úkolů kosmonautiky


Reklama

Než se v této oblasti podařilo dosáhnout současné úrovně, museli odborníci vyřešit celou řadu problémů. Přitom i nyní občas dochází k haváriím, a to ve všech fázích letu. Velké vzdálenosti navíc znamenají, že sondy letí dlouho – k planetám například mnoho měsíců. Proto musí být velice spolehlivé i v krutém prostředí vesmíru (mráz, žár, radiace, beztíže).

Základní problém však představuje už samotné vyslání sondy na dráhu. K vypuštění družice na nízkou oběžnou dráhu kolem Země je třeba dosáhnout první kosmické rychlosti, pro let mimo oblast zemské přitažlivosti je nutná alespoň druhá kosmická rychlost. Výjimkou je Měsíc, který obíhá kolem naší planety ve vzdálenosti asi 348 000 km, tedy poměrně hluboko uvnitř sféry zemské gravitace, takže v jeho případě stačí nepatrně nižší rychlost. Proto byl Měsíc prvním cílem automatů a i nyní slouží k vývoji a zkouškám nových technologií.


Seriál Průzkum SLuneční soustavy


První umělá planetka

První oficiálně oznámenou kosmickou sondou bývalého Sovětského svazu byla Luna 1 vypuštěná 2. ledna 1959. Nejméně tři předcházející pokusy však ztroskotaly, aniž by to Sověti přiznali. Také Američané se pokusili dosáhnout Měsíce, a to od října 1958 sondami Pioneer. Jejich automaty však nedosáhly potřebné rychlosti a k Měsíci nedolétly.

Sověti raději udělili své sondě nepatrně vyšší rychlost, než bylo třeba. Proto Luna doletěla k Měsíci o několik minut dříve a nezasáhla ho, ale prolétla asi 5 000 km od jeho povrchu. Jako první umělý objekt pak Luna 1 opustila sféru zemské gravitace a stala se první umělou planetkou obíhající kolem Slunce. Vysílala ještě několik hodin po průletu.

Jak se tam dostat?

Po přiblížení k cílovému tělesu může sonda pracovat v různých režimech, které se dají kombinovat. Nejjednodušší je průlet v určité vzdálenosti a vyslání zjištěných informací rádiem. Další možností je dopad na povrch a měření během sestupu. Při prvních pokusech se místo dopadu vybíralo jen přibližně, později mnohem přesněji, podle konkrétních vědeckých požadavků. Tyto dva režimy vyžadují „pouze“ dostatečně přesné zacílení a udržení rádiového spojení. Jinou možnost představuje měkké přistání, určené k měření na povrchu, nebo navedení na oběžnou dráhu kolem cílového tělesa. To však vyžaduje, aby mohla sonda v závěrečné fázi letu manévrovat. K navedení na oběžnou dráhu se musí její relativní rychlost vzhledem k cíli snížit pod místní únikovou rychlost.

Manévry pro přistání se liší podle typu cílového tělesa. U Měsíce, který nemá atmosféru, je možné brzdit pouze raketovým motorem. Naopak u Venuše se stokrát hustší atmosférou, než má Země, stačí rychlost sestupu regulovat padákem. U Marsu s atmosférou více než stokrát řidší je třeba obě metody kombinovat. Speciální problém představuje přistání na malých tělesech, jako jsou planetky a komety, které mají nepatrnou gravitaci, takže i malý impulz může způsobit opuštění jejich povrchu.

Sovětské snímky odvrácené strany

První sondou, která dopadla na Měsíc, byla Luna 2, vypuštěná 12. září 1959. Aparatura pracovala až do okamžiku dopadu. Sonda Luna 3 obletěla v říjnu 1959 ve vzdálenosti 6 200 km Měsíc, který svou gravitací změnil její dráhu – začala tak obíhat kolem Země po vysoké eliptické dráze s nejbližším bodem (tzv. perigeum) ve vzdálenosti 47 000 km. Když se vrátila do naší blízkosti, vyslala první snímky odvrácené strany Měsíce, což byl ohromný úspěch.

Zato Američanům se dlouho nedařilo získat detailní snímky povrchu Měsíce těsně před dopadem sondy. Techniku zkoušeli na Rangeru 1 a Rangeru 2 v srpnu a v listopadu 1961, které však k našemu přirozenému satelitu nedolétly. Ranger 3 prolétl v lednu 1962 ve vzdálenosti 36 793 km od jeho povrchu. Ranger 4 selhal krátce po startu, proto se nedala uskutečnit korekce jeho dráhy. Přesto na Měsíc 26. dubna 1962 dopadl, ale na jeho odvrácené straně, kde snímkovat nemohl.

U Rangeru 5 se nepodařilo správně rozevřít panely slunečních baterií, takže neměl dostatek energie. Ranger 6 nedokázal těsně před dopadem zapnout televizní kamery. Zcela úspěšné byly až Rangery 7Ranger 9 v letech 1964 a 1965. Předaly několik tisíc snímků vybraných oblastí, na kterých odborníci rozeznali až metrové detaily. Film sestavený ze snímků přibližujícího se povrchu Měsíce patřil mezi senzace několika mezinárodních vědeckých konferencí.

Návrat vzorků

Druhá generace sond Luna zkoušela měkké přistání na Měsíci. Úspěšná byla až Luna 9, která 3. února 1966 vyslala detailní panoramatické snímky okolí místa přistání. Stejný úspěch zaznamenala v tomtéž roce i Luna 13. Měkké přistání se podařilo rovněž americkým sondám Surveyor 1, 3, 5, 6 a 7, které v letech 1966 a 1967 prozkoumaly různé druhy terénu Měsíce.

Sondy nové generace Luna 16, 20 a 24 (1970–1976) odebraly po přistání několikagramové vzorky horniny, které pak byly ve speciálním pouzdře dopraveny na Zemi. Luna 17 a Luna 21 dopravily v letech 1970 a 1972 na Měsíc robotická vozítka Lunochod 1 a Lunochod 2. Význam pilotovaného projektu Apollo, kdy posádky přivážely celé kilogramy vzorků, však nezastínily.

S lidmi na palubě

První umělou družicí Měsíce byla Luna 10 navedená na dráhu 3. dubna 1966, následovaná několika dalšími. Podrobné mapování našeho vesmírného souputníka se podařilo americkým sondám Lunar Orbiter 1 až 5 v letech 1966–1967. Jejich výsledky posloužily k přípravě pilotovaného projektu Apollo. V jeho rámci přistálo v letech 1969–1972 v rozličných typech měsíčního terénu dvanáct astronautů, kteří dopravili na Zemi stovky kilogramů horniny a instalovali na povrchu Měsíce sadu vědeckých aparatur, jež tam fungovaly řadu let.

Měsíc je zatím jediným cizím tělesem, na kterém stanula noha pozemšťana. Po skončení projektu Apollo a zrušení neúspěšného sovětského programu pilotovaných letů na Měsíc však zájem o jeho průzkum opadl. Znovu vzrostl až po zveřejnění hypotézy, že na stěnách některých měsíčních kráterů v blízkosti jižního pólu může být zmrzlá voda.

Zájem o Měsíc projevili i odborníci a politici z jiných zemí. Japonská družice Kaguya, vypuštěná v září 2007, nám předala detailní snímky zajímavých oblastí Měsíce. Od družice se oddělily dva subsatelity a přesným sledováním jejich vzájemného pohybu na nízké dráze monitorovali Japonci detailní strukturu měsíčního gravitačního pole (tzv. mascony, z angl. mass concetration – koncentrace hmoty pod povrchem, především moří). Od indické družice Chandrayaan 1 se v listopadu 2008 oddělilo pouzdro MIP (Moon Impact Probe), které dopadlo přesně na stěnu kráteru Shackleton u jižního pólu. Spektrum vzniklého oblaku zaregistrovala mezinárodní aparatura družice a zjistila stopy vodní páry.

Také čínská družice Čchang-e 1 zkoumala od podzimu 2007 Měsíc z nízké dráhy. Zatím poslední kapitolou v dobývání Měsíce je družice Čchang-e 3, která na Měsíci v prosinci 2013 přistála i s roverem Jutu.

RNDr. Petr Lála, CSc., astronom, původně pracoval v Astronomickém ústavu AV v Ondřejově, od začátku 90. let byl zástupcem vedoucího kosmického oddělení OSN

  • Zdroj textu:

    Tajemství vesmíru 9/2012

  • Zdroj fotografií: NASA, Wikipedie, China news

Reklama

Další články v sekci

Reklama

Reklama

Aktuální články

Ke zděšení maminky Žofie si František Josef vybral za manželku nezkrotnou Sissi.

Historie
Věda

Určování vítěze je často problematické. Hlavní sudí má proto k ruce také poradce okolo ringu.

Zajímavosti

Místo dopadu izraelské sondy Berešít.

Vesmír

Společně s Wehrmachtem se v Sudetech dočkali vděčnosti také příslušníci Freikorpsu, které ocenil i Adolf Hitler

Válka

T-pod během jízdy v prostoru zařízení společnosti DB Schenker

Věda

Nové časopisy Extra Publishing

RSSInzerceO serveru (Redakce)Partnerské weby
© Extra Publishing, s. r. o. 2007–2011. ISSN 1804-9907