Karel Pacner

novinář, který píše i knihy, nyní na odpočinku

hlavní články

24.08.2015 Pluto jako srdeční záležitost

Po čtvrt století dřiny dosáhl Alan Stern velkého triumfu – sonda New Horizons prolétávala ve vzdálenosti 12 400 kilometrů od Pluta. Chtěl, aby tuhle radost s ním sdíleli jeho nejbližší, měla to být i odměna za ty dny a týdny, kdy doma v Boulderu chyběl. Pozval proto do řídicího střediska v Laboratoři aplikované fyziky Johns Hopkinsovy univerzity v městečku Laurel manželku Carol, tři děti, rodiče a další příbuzné.
„Nedovedu si představit, že by táta v takovém okamžiku ve středisku nebyl,“ smála se jeho nejmladší dcera čtyřiadvacetiletá Kate. „To by bylo, jako kdyby manžel nechtěl být při porodu u své ženy.“
V hotelu města Laurel, které leží uprostřed cesty z Washingtonu do Baltimoru, vstával Stern ve čtyři hodiny ráno. Dal si šálek kávy a přitom vyřizoval desítky zpráv z internetové pošty. Trochu si zacvičil, nasnídal se a odjel do řídicího střediska. „Pracujeme i při obědě, to se nedá nic dělat.“ Do hotelu se vracel po osmé hodině večer, někdy i později.

Ztráta spojení před cílem


Deset dnů před vyvrcholením celé operace, v sobotu 4. července 2015, však zažili lidé v řídicím středisku horké chvilky. Krátce před druhou hodinou odpolední letního času přestala sonda vysílat. Ukázalo se, že hlavní řídicí počítač zahltila data – zpracovával dříve získané údaje a do toho začaly přicházet nové informace ze sondy. Hlavní počítač postupoval přesně podle programu – předal aktuální korespondenci záložnímu počítači, který se pokusil spojení obnovit. Po 81 minutách se podařilo spojení obnovit.
Po devíti letech činnosti by byla ztráta spojení katastrofou. Půltunovou sondu New Horizons vypustili Američané z Kennedyho kosmické základny na Floridě raketou Atlas 14. července 2006. Byl to dosud nejrychlejší start v historii – krátce po něm dosáhla aparatura rychlosti vůči Zemi 16,21 km/s, tedy 58 350 km/h.
Cíl byl velmi vzdálený od Slunce, a proto ji konstruktéři nemohli vybavit solárními bateriemi, nýbrž jako zdroj energie použili radioizotopový generátor. Sedm vědeckých přístrojů mělo zjistit geologické a topografické vlastnosti Pluta jeho měsíce Charon, změřit teploty na povrchu a zjistit chemické složení, prozkoumat jejich atmosféru včetně vlivu slunečního větru, hledat stopy po sopečné činnosti. Samozřejmě měly studovat i čtyři menší měsíce a pátrat po případných dalších.
Kromě toho nese sonda rovněž malé množství popela objevitele Pluta Clyda Tombaugha. A také kompaktní disk se 430 tisíci jmény lidí ze všech kontinentů, kteří projevili zájem o zapsání. Těmito seznamy zájemců, které se ukládají na palubu meziplanetárních automatů, zvyšuje NASA zájem o kosmický výzkum a vědu vůbec.
Astronom Percival Lowel, který pracoval na observatoři ve Flagstaffu v Arizoně, si všiml, že Neptun a Uran se pohybují po drahách, které musí ovlivňovat ještě nějaké další těleso – říkal mu „Planeta X“. Proto v roce 1905 navrhl, aby se po této deváté planetě sluneční soustavy pátralo. Sám neuspěl. Až po jeho smrti zahlédl toto těleso ve Flagstaffu na fotografických deskách v únoru 1930 čtyřiadvacetiletý Clyde Tombaugh, nadaný astronom zatím bez vysokoškolského vzdělání. Jméno mu navrhla po diskusi s dědečkem jedenáctiletá britská školačka Venetia Burneyová: Pluto, římský bůh podsvětí.

Jeden ze sto nejvlivnějších lidí


Tuto sondu Stern v kosmické agentuře NASA doslova vyboxoval. Už v roce 1989, kdy dokončoval doktorandské studium, napsal do Laboratoře proudového pohonu (Jet Propulsion Laboratory) v Pasadeně, která řídila všechny operace meziplanetárních automatů, že by měla vyslat průzkumníka i k Plutu. Doporučoval cestu okolo Neptunu k Plutu. Tento návrh opakoval, když se stal před čtvrt stoletím předsedou pracovní skupiny kosmické agentury pro vnější planety. Avšak šéfové považovali jeho návrh za technickou fantazii a místo toho schvalovali vypouštění automatů k bližším planetám. Stern se nevzdával. V tomto boji pokračoval i jako vedoucí pracovník Jihozápadního výzkumného ústavu (Southwest Research Institute) v Boulderu v Coloradu.
Pluto leží v oblasti, kde jsou i další nebeská tělesa, možná velká jako tato planeta – argumentoval Stern v časopisu Icarus v roce 1991. Astronomové už tam první takové balvany zpozorovali. Následující rok dokonce dali tomuto pásmu, které se rozkládá od 30 do 55 astronomických jednotek od Slunce, název Kuiperův pás – podle holandského kolegy Gerarda Kuipera, který se těmto objektům podrobně věnoval.
V roce 2003 vyhlásilo vedení NASA rozsáhlý program nazvaný New Horizons (Nové obzory). Měl odpovědět na čtyři hlavní otázky: Jak se vyvíjela sluneční soustava během pěti miliard let? Jak se proměňoval život? Jak vznikly a vyvíjely se obyvatelné světy? Jak fungují planetární systémy? A to jsou základní otázky lidské existence.
Do té doby už americké automaty prozkoumaly všechny planety s výjimkou poslední – Pluta, které obíhá Slunce jednou za 247 let. Proto musel přijít na řadu i tento nebeský objekt, který krouží okolo Slunce ve vzdálenosti 40–50 astronomických jednotek (AU), tedy 40–50krát dál než Země. A to je dálava, za níž někde končí vliv naší hvězdy, a tedy začíná mezihvězdný prostor.
Astronomové vypozorovali, že Pluto je koule o průměru 2 300 kilometrů z kamene a ledu, má třetinu objemu našeho Měsíce. Jeho atmosféru tvoří hlavně metan a dusík, možná i oxid uhličitý. Zatímco ostatní planety krouží okolo Slunce takřka po kruhových drahách, Pluto zaujímá dráhu velmi eliptickou. Následkem toho se přibližuje k naší hvězdě dokonce víc, než jeho soused planeta Neptun.
Stern umí srozumitelně argumentovat. Říkal: „Automat k Plutu přijde každého amerického daňového poplatníka na tolik peněz, kolik dá u novinového stánku za týdeník Time.“
Když konečně padlo kýžené rozhodnutí, sondu New Horizons mohli postavit pod Sternovým vedením v Jihozápadním ústavu. Po jejím startu zařadil Time šéfkonstruktéra v roce 2007 mezi Sto nejvlivnějších lidí na světě. To byla velká pocta.
NASA požádala astronomy, aby okolí Pluta důkladně prozkoumali. Pomocí Hubblova kosmického dalekohledu u něho objevili další čtyři menší měsíce – Nix, Hydra, Kerberos a Styx. Jsou to koule o průměru od 10 do 70 kilometrů. Zatím nevíme, podle jakých zákonitostí okolo systému Pluto-Charon obíhají.
Ovšem astronomové nacházeli další malá tělesa ve vzdálenějších oblastech. Například Eris je přibližně stejný velký jako Pluto – 2 326 kilometrů, ale s dobou oběhu okolo Slunce 560 let. Dnes znají takových nebeských hor přes tisíc. Odhadují, že objektů o průměru přes sto kilometrů může být až 70 tisíc. Všechny pocházejí z počátku vývoje sluneční soustavy.
Není divu, že na mezinárodním kongresu v létě 2006 v Praze astronomové o těchto objevech intenzívně diskutovali. Nakonec se rozhodli vytvořit novou kategorii nebeských těles – trpasličí planety čili plutoidy. A do ní zařadili rovněž Pluto, které tedy ztratilo status planety, a Eris.
Sterna, který v Praze nebyl, toto rozhodnutí pobouřilo. Pluto považuje i nadále za devátou planetu. „Je to špatné vědecky, je to špatné pedagogicky,“ namítá. Nicméně na samotný výzkum nemá tato kategorizace žádný vliv.

Do raketoplánu se neprobojoval


Alan Stern se narodil 22. listopadu 1957 v New Orleansu v Lousianě, později žil v Dallasu. Otec byl manažerem, matka vychovávala jejich tři syny.
„Alan se na sto procent zaměřil na kosmické lety už v osmi letech,“ vzpomínal jeho mladší bratr Hap, dnes právník v Dallasu. „Chtěl se stát astronautem.“
Na Texaské univerzitě v Austinu a na Coloradské univerzitě v Boulderu vystudoval Alan astrofyziku a planetologii. Velký doktorát obhájil v roce 1989. Nejdřív pracoval ve Středisku kosmické a geologické politiky univerzity, potom přešel do Jihozápadního výzkumného ústavu. V letech 1998–2005 vedl tamní oddělení kosmického výzkumu, stavěl palubní přístroje pro astronauty.
Od začátku usiloval o přijetí do kosmických posádek. V roce 1995 byl jmenován letovým specialistou pro raketoplán, ale nakonec ho nevybrali. Když se dověděl, že jedna z příštích výprav má sledovat kometu Hale-Bopp, sestrojil aparaturu na její výzkum. I vedení NASA takový čin oceňovalo. Stern by měl opravdu kometu sledovat z paluby raketoplánu!
Vědec se nadšeně chystal ke startu v raketoplánu Discovery STS-85 v srpnu 1997. Ale pak se dověděl, že místo něho poletí Kanaďan. „Velice mě to naštvalo,“ přiznával. „Uvědomoval jsem si, že čas, který na kosmické výpravy mám, se rychle krátí. Byl to jediný okamžik v mém zaměstnání, kdy jsem brečel.“
Planetolog Stern se ponořil do výzkumu slunečního systému. Zvláště ho zajímaly Kuiperův pás a Oortův oblak, který je za ním, komety a měsíce planet. Sahal tedy do počátků vzniku naší soustavy.
Kromě toho dál studoval, tentokrát aerokosmické inženýrství. Potom strávil sedm let jako inženýr konstruováním kosmických sond a aparatur v Laboratoři atmosférické a kosmické fyziky (Laboratory of Atmospheric and Space Physics) Coloradské univerzity, ve firmě Martin Marietta a v Johnsonově kosmickém středisku (Johnson Space Center) NASA.
V dubnu 2007 přijal funkci náměstka generálního ředitele NASA pro výzkum vesmíru pomocí automatů. Prosazoval jejich rozšíření a především intenzivní útok na Mars. Narazil však na generálního ředitele Michaela Griffina, který dával přednost pilotovaným letům a základnímu výzkumu. Po roce práce v centrále kosmické agentury na své křeslo rezignoval a vrátil se do Jihozápadního institutu.
Řízení letu New Horizons se neúčastnil, to je většinou dost nudná práce. Ovšem let sondy k Plutu bedlivě sledoval. Je to jeho srdeční záležitost.
Za své vzory považuje astronauty Johna Younga, Davida Scott a Harrisona Schmidta. Také populární planetolog a hledač mimozemského života Carl Sagan ho inspiroval.
Alan Stern je typickým Američanem vyšší střední vrsvy. Miluje pilotování své cessny. Za prestižní věc považoval opravu svého volkswagena, bez ohledu na čas. Odpočívá při práci na zahradě a fotografování. Hodně čte a také rád sám píše.

V sedmiletém spánku


Odborníci očekávali, že New Horizons bude během letu potkávat různá menší tělesa – asteroidy a komety.
Malou planetku s provizorním označením 2002 JF56 minula sonda 13. června 2006 ve vzdálenosti 102 000 kilometrů. Snímky ukázaly, že je to hora kamene o průměru 2,5 kilometru. A hlavně – řídicí středisko si tím otestovalo schopnost naváděcího systému sledovat rychle pohybující objekt a další přístroje.
Jupiter si sonda prohlédla 28. února 2007 ze vzdálenosti 2,3 miliony kilometrů, tedy třikrát blíž než automat Cassini v roce 2000 cestou k Saturnu. Výsledky pozorování odborníky překvapily. Zatímco sondy Galileo a Cassini ukazovaly na jeho rozbouřenou atmosféru, nyní byla mnohem klidnější. Zvláště to vědci viděli v oblasti rovníku a jižní polokoule včetně známé Rudé skvrny. Atmosféra byla čistější a bouřky méně výrazné.
Při průletu okolo této největší planety naší soustavy musel New Horizons zamířit do koridoru o průměru 800 kilometrů. To je opravdu úzká škvírka, když uvážíme, že sonda měla za sebou už 800 milionů kilometrů. Díky tomu, že se tam strefila, ji Jupiter přidal na rychlosti, a to o 3,9 km/s. Avšak toto přiblížení nebylo bez rizika. Jupiter vyzařuje silnou radiaci, která mohla poškodit některé palubní elektronické aparatury. Naštěstí se to nestalo.
Při plánování této výpravy se američtí odborníci rozhodli, že v době, kdy nebude třeba dělat závažná pozorování, sondu uspí – uloží k hibernaci. Sníží tím náklady na její řízení i energii a ušetří palubní aparatury.
V polovině roku 2008 New Horizons zmrtvěli. Její vysílačka se nyní ozývala jednou týdně, aby potvrdila, že stále žije. A jednou za rok řídicí středisko sondu probouzelo k rozsáhlejší kontrole.
Na podzim 2014 odborníci New Horizons oživili definitivně. Dne 8. prosince hlásil palubní vysílač, že stoprocentně funguje. Depeše šla na Zemi 4 hodiny 25 minut – sonda letěla ve vzdálenosti 4,6 miliardy kilometrů od nás.

Objekty velké 25 metrů


První fotografie Pluta začala pořizovat kamera 6. ledna ve vzdálenosti 226 milionů kilometrů. „Dokončili jsme nejdelší cestu, jakou kdy kosmický stroj urazil ke svému hlavnímu cíli, a teď jsme připraveni zahájit výzkum,“ prohlásil Stern.
Poslední korekci dráhy nařídilo řídicí středisko 10. března. New Horizons byl v té době vzdálen od Země přes 4,5 miliardy kilometrů – poprvé se tak jemná operace uskutečnila na takovou dálavu.
Nejintenzivnější průzkum sedmi různými aparaturami začal dvanáct hodin před příletem New Horizons k Plutu a skončil dvanáct hodin po něm. Sonda se přiblížila k cíli 14. července 2015 v 13.50 středoevropského letního času (o 6 hodin méně času východoamerického) na vzdálenost 12 400 kilometrů, Charon viděla z dálky 27 000 kilometrů, přičemž letěla rychlostí 13,7 km/s.
Tři minuty po průletu se ozvala její vysílačka, signál však putoval na Zemi ze vzdálenosti 4,7 miliardy kilometrů čtyři a půl hodiny. Snímek Pluta pořízený půldruhé hodiny před maximálním průletem ukázal hory vysoké až 3 300 metrů, patrně tvořené ledem, rovněž velké kaňony. Zato chybí krátery a další stopy po srážkách s asteroidy a dalšími balvany – to bylo první překvapení. Metan a dusík, kterém tam jsou ve formě ledu, zřejmě tvoří poprašek hor. „Jsme přesvědčeni, že je tam velké množství vody,“ prohlásil Stern na první tiskové konferenci. A druhé překvapení: Hory nejsou starší než 100 milionů let, zatímco sluneční soustava se zrodila před 4,56 miliardy lety. Planetologové proto nevylučují, že je toto těleso stále geologicky aktivní.
Výraznou světlou planinu, která vypadá jako srdce, nazvali Tombaugh regio – na počest objevitele tohoto tělesa. Teploty se tam pohybují okolo minus 229 stupňů. Průměr na rovníku se podařilo zpřesnit na 2 368 kilometrů.
Shodou okolností právě před půl stoletím odeslal Mariner 4 první snímky Marsu během průletu okolo něho. „Dokončili jsme počáteční výzkum sluneční soustavy, která začala před padesáti lety v éře prezidenta Johna Kennedyho,“ připomněl Stern. „Úspěch Spojených států je vskutku historický. Každou planetu naší soustavy, od Merkuru, který je nejblíž Slunci, až po nejvzdálenější Pluto, prozkoumala nejméně jedna vědecká sonda.“
První podrobné výsledky od New Horizons začali vědci dostávat v září. Před tím sledovala Pluto a její měsíce. Při vysílání musí být anténa sondy nasměrována k Zemi, kde budou její slabounký signál zachycovat parabolické antény o průměru 70 metrů v Kalifornii, Jižní Africe a Austrálii. Mezi prvními informacemi mají být samozřejmě vysoce kvalitní snímky. Na nejlepších záběrech Pluta by měli odborníci rozeznat objekty o velikosti 25 metrů. Odeslání všech údajů se protáhne do listopadu 2016.

Do Kuiperova oblaka


Po ukončení průzkumu Pluta chtěla NASA New Horizons odepsat. Musíme šetřit! Avšak vědci nesouhlasili. Jestliže dokázali dostat automatickou sondu do takové vzdálenosti, bylo by škoda ji nevyužít ke studiu některých těles Kuiperova oblaku.
Požádali proto programovou komisi Hubblova teleskopu o přidělení pozorovacího času k vyhledání dalších cílů. Během července a srpna 2014 se podařilo pořídit 830 snímků této oblasti. V září odborníci z Hubblova týmu oznámili, že našli tři objekty, které označili jako PT 1, PT 2 a PT 3 (possible target – možný cíl).
První dva asteroidy jsou velké okolo 55 kilometrů, třetí má asi 25 kilometrů. Všechny krouží přibližně miliardu kilometrů za Plutem a k jejich dosažení nebude muset sonda dělat složité manévry. New Horizons by k nim měla dorazit v lednu 2019.
Stern předpokládá, že tento automat by měl fungovat nejméně do roku 2025, kdy začne opouštět sféru sluneční soustavy. Do mezihvězdného prostoru už vstoupily dvě jiné americké sondy, které původně zkoumaly některé planety: Voyager 1 v červenci 2014 a Voyager 2 v listopadu 2012. Oba automaty by mohly posílat informace o svém okolí, byť v omezeném rozsahu, do roku 2025. New Horizons překročí hranici 100 AU v prosinci 2038, přičemž poletí rychlostí 13 km/s. Bude ještě vysílat? To si neodváží nikdo odhadnout.

Nadšenec, na kterém stojí poznání


„Tento úspěch říká něco hlubokého o lidech a o naší společnosti,“ zafilozofoval si Stern. „Je to dobrý pocit. Investovali jsme peníze a čas na aparaturu, která ulétla přes tři miliardy mil kosmickým prostorem, aby prozkoumala systém Pluta.“
A jindy: „Myslím, že budoucnost je zcela jasná. Projekt New Horizons ukázal, že veřejnost má o takový výzkum velký zájem.“ A povzbudil mnoho dětí k tomu, aby začaly uvažovat o studium techniky nebo přírodních věd. „Nemyslím si, že za našeho života anebo života našich dětí by se dal prakticky zužitkovat průzkum Kuiperova pásu.“
Stern bude i nadále sledovat další cestu New Horizons, díla, jemuž věnoval srdce. Přitom se nevzdal myšlenky, aby astronomové vrátili Pluto mezi planety. Proč by nemohla mít naše soustava deset planet, tedy včetně Erise?
Ovšem současně se nevzdal svého snu podívat se do vesmíru. Jeho tým v Jihozápadním ústavu navrhl sérii vědeckých přístrojů, které se dají využít při suborbitálních letech turistů, jaké plánují firmy Virgin Galactic a XCOR Aerospace. „Koupili jsme si tam devět míst,“ přiznal Stern. „Rozhodl jsem se několik z nich sám využít.“
Osud dr. Alana Sterna je příběhem vysoce kvalifikovaného vědce, který celý svůj život věnoval poznávání vesmíru. A na takových lidech stojí nejen kosmický výzkum, ale veškerá věda, veškeré poznávání.

Tento článek věnuji památce Antonína Vítka (1940-2012), kamaráda a vynikajícího popularizátora kosmonautiky. Vyslovil přání dožít se setkání sondy New Horizons s Plutem, ale bohužel se mu to nepodařilo.
Vyšlo v internetovém Magazínu 067 - 24. 8. 2015
nahoru | zpět

ed2006-2012 © kuks