Čínská sonda Tchien-wen 2 dorazila k záhadnému kvaziměsíci Země Kamoʻoalewa a pokusí se z něj odebrat vzorky

Čínská kosmická mise Tchien-wen 2 (Tianwen-2) dosáhla významného milníku. Sonda se po několika týdnech letu dostala do blízkosti asteroidu Kamoʻoalewa, jednoho z nejzáhadnějších objektů v okolí Země.

Pokud vše půjde podle plánu, přiveze z něj v roce 2027 první čínské vzorky pocházející z asteroidu. Vědci doufají, že získaný materiál pomůže vyřešit dlouholetou otázku: je Kamoʻoalewa úlomkem Měsíce, nebo jde o těleso pocházející z hlavního pásu asteroidů mezi Marsem a Jupiterem?

Záhadný společník Země

Kamoʻoalewa patří mezi takzvané kvaziměsíce Země. Neobíhá naši planetu jako Měsíc, ale pohybuje se kolem Slunce po dráze velmi podobné zemské. Díky tomu se vůči Zemi jeví, jako by kolem ní vykonával pomalé smyčky. Dosud známe pouze sedm takových objektů.

Přesné rozměry tohoto zajímavého objektu vědci neznají – podle odhadů by měl měřit mezi 40 až 100 metry. Přesto představuje mimořádně zajímavý cíl. Rotuje totiž extrémně rychle – jednu otočku kolem vlastní osy zvládne za pouhých 28 minut.

Právě rychlá rotace naznačuje, že jeho vnitřní stavba nemusí být běžná. Mnohé malé asteroidy jsou tvořeny volně spojenými úlomky hornin a prachu. Taková tělesa by se však při podobně rychlém otáčení měla rozpadat. Kamoʻoalewa by proto mohl být tvořený kompaktní horninou nebo několika většími bloky pevně spojenými dohromady.

Úlomek Měsíce, nebo návštěvník z pásu asteroidů?

Největší záhada se týká původu objektu. Jedna z nejzajímavějších hypotéz tvrdí, že Kamoʻoalewa je fragmentem Měsíce. Podle této představy vznikl při mohutném impaktu, který na odvrácené straně Měsíce vytvořil kráter Giordano Bruno o průměru 22 kilometrů. Srážka mohla vyvrhnout část měsíční horniny do vesmíru, odkud se úlomek během posledních deseti milionů let dostal na současnou dráhu poblíž Země.

Teorii podporuje jeho načervenalé zbarvení asteroidu, které připomíná některé měsíční horniny, a také pozorování arizonského Large Binocular Telescope z roku 2021, které odhalilo, že reflektanční spektrum Kamo’oalewy se téměř přesně shoduje se vzorky, které přivezla posádka Apolla 14 z vysočiny Fra Mauro.

Pokud by se tato hypotéza potvrdila, získali by vědci unikátní informace o tom, jak velké srážky dokážou vyvrhovat materiál z povrchu planetárních těles a jak se takový materiál následně vyvíjí.

Ne všichni badatelé však s touto tezí souhlasí. Podle alternativního scénáře pochází Kamoʻoalewa z hlavního pásu asteroidů mezi Marsem a Jupiterem. Statistické modely naznačují, že objekt na podobné dráze má přibližně desetkrát vyšší pravděpodobnost původu v pásu asteroidů než na Měsíci.

Pokud by tomu tak skutečně bylo, znamenalo by to, že jeho podobnost s měsíčními horninami je pouze důsledkem intenzivního kosmického zvětrávání, které postupně mění vzhled povrchu vystaveného slunečnímu záření a mikrometeoritům.

Definitivní odpověď by měly přinést právě vzorky, které Tchien-wen 2 dopraví na Zemi. Analýza izotopového složení materiálu umožní určit, zda se asteroid skutečně zrodil na Měsíci, nebo zda pochází z jiné části Sluneční soustavy.

Technologická zkouška pro budoucí mise

Vědecký význam mise je značný, ale není jediným cílem. Tchien-wen 2 představuje také důležitý test čínských schopností provádět složité autonomní operace ve vzdáleném vesmíru. Právě tyto technologie budou nezbytné pro budoucí výpravy k Měsíci, Marsu i dalším tělesům Sluneční soustavy.

Přiblížení k tak malému a rychle rotujícímu objektu patří k nejnáročnějším úkolům moderní kosmonautiky. Sonda musí samostatně vyhodnocovat data z kamer, radaru i laserového dálkoměru a reagovat na nečekané situace bez okamžité pomoci ze Země. Zkušenosti získané během této mise mají posloužit také jako příprava na ještě ambicióznější projekty, včetně budoucího návratu vzorků z Marsu.

Tři různé způsoby odběru vzorků

Protože nikdo přesně neví, jak povrch Kamoʻoalewy vypadá, vybavili konstruktéři sondu hned třemi metodami pro odběr vzorků.

První metoda, označovaná jako „touch-and-go“, připomíná postup použitý japonskou sondou Hayabusa2 nebo americkou OSIRIS-REx. Kosmická loď se na okamžik dotkne povrchu, odebere materiál pomocí proudu plynu a rotujících kartáčků a následně se okamžitě vzdálí.

Druhá možnost spočívá v použití robotické paže, která by vzorek nabrala během vznášení nad povrchem. Tento postup je však mimořádně riskantní, protože každé mechanické působení vyvolává reakční síly, které mohou sondu destabilizovat.

Třetí metoda využívá mechanismus kombinující „dráp“ a kotevní hrot na konci robotické paže. Sonda by se pomocí něj přichytila k povrchu a následně odebrala materiál. Úspěch této techniky však závisí na tom, zda je povrch dostatečně pevný, soudržný a relativně hladký, aby umožnil bezpečné ukotvení.

Právě nejistota ohledně vlastností povrchu činí misi tak zajímavou. Vědci například předpokládají, že při tak vysoké rotační rychlosti by na asteroidu neměly ležet velké balvany, protože by je odstředivá síla postupně odhodila do okolního prostoru. Nikdo však zatím neví, zda realita nebude překvapivější.

Budoucí zdroje surovin

Někteří odborníci upozorňují, že výběr právě tohoto cíle může odrážet i dlouhodobé strategické zájmy. Kdyby bylo hlavním cílem pouze získání vzorků, bylo by jednodušší zaměřit se na větší a pomaleji rotující asteroid.

Malé rychle rotující objekty však představují typ těles, kterých je ve Sluneční soustavě obrovské množství. V budoucnu by mohly sloužit jako zdroje surovin nebo dokonce jako jakési „vesmírné čerpací stanice“ pro mise směřující dále od Země. Schopnost bezpečně se k nim přiblížit a pracovat na jejich povrchu proto může mít význam daleko přesahující čistě vědecký výzkum.

Podle dosavadních informací by měla sonda začít detailní průzkum Kamo’oalewy začátkem července, kdy se přiblíží na vzdálenost přibližně 20 kilometrů. Následovat bude mapování povrchu a výběr vhodného místa pro odběr vzorků.

I kdyby se samotný odběr nezdařil, šlo by o mimořádně cennou misi. Lidstvo totiž dosud nikdy nezkoumalo z bezprostřední blízkosti tak malý asteroid. Už samotné snímky s vysokým rozlišením mohou přinést zásadní poznatky o tom, jak vypadají nejmenší tělesa Sluneční soustavy.

Návrat na Zemi a cesta ke kometě

Pokud bude mise úspěšná, Tchien-wen 2 dokončí odběr vzorků v dubnu příštího roku a vydá se zpět k Zemi. V listopadu 2027 kolem ní proletí a vypustí návratové pouzdro se vzorky, které přistane ve Vnitřním Mongolsku.

Návrat nebude jednoduchý. Pouzdro vstoupí do atmosféry rychlostí přibližně 12 kilometrů za sekundu, tedy výrazně rychleji než kapsle z předchozích čínských lunárních misí. Bude proto muset odolat mimořádně intenzivnímu zahřívání.

Ani tím ale mise úplně nekončí. Po odhození návratového pouzdra se vzorky využije sonda gravitačního manévru u Země a vydá se k dalšímu cíli – kometě 311P/PanSTARRS. K ní by měla dorazit v roce 2035. Tchien-wen 2 se tak promění z mise zaměřené na odběr vzorků v dlouhodobou meziplanetární expedici, která může významně rozšířit naše znalosti o malých tělesech Sluneční soustavy.