Po obrovském úspěchu čtveřice sond Cluster, které byly vypuštěny v roce 2000 a zkoumají magnetosféru Země, chystá Evropská kosmická agentura další husarský kousek. Již za necelý rok, v červenci 2008, by měla nosná raketa Ariane do vesmíru dopravit při jediném startu hned dvě velmi významné sondy: Planck a Herschel. Obě sondy budou znamenat zásadní přelom pro astronomii. Sonda Planck je určena pro výzkum fluktuací reliktního záření s bezprecedentní přesností a Herschel se stane největší infračervenou observatoří světa s dalekohledem o průměru neuvěřitelných 3,5 metru.
|
ESA – European Space Agency, Evropská kosmická agentura. ESA spojuje úsilí 15 evropských zemí na poli kosmického výzkumu. Centrální sídlo je v Paříži, pobočky v mnoha členských zemích. ESA byla založena v roce 1973 jako přímý následovník organizací ESRO a ELDO. Nejznámější nosnou raketou využívanou ESA je Ariane. Planck – sonda ESA, která by měla startovat v červenci 2008. Je určena k výzkumu fluktuací reliktního záření. Bude mít rozlišovací schopnost 0,17° a teplotní rozlišení 2 µK při frekvenčním pásmu 325÷1000 GHz. Je pojmenována podle významného kvantového fyzika Maxe Plancka. Umístěna bude v Lagrangeově bodě L2 soustavy Země-Slunce. Herschel – sonda ESA, která by měla startovat v červenci 2008. Půjde o obří infračervenou observatoř se zrcadlem o průměru 3,5 metru, která bude umístěna do Lagrangeova bodu L2 soustavy Země-Slunce. Observatoř by měla pracovat pro vlnové délky v oboru od 60µl; do 670µm. Ariane – nosná raketa využívaná Evropskou kosmickou agenturou. Její název pochází z francouzského přepisu jména mytologické postavy Ariadne. Nosič byl vyvíjen od 70. let dvacátého století. První úspěšný start Ariane 1 proběhl v roce 1979. Dnes je k dispozici nosič Ariane 5 s výškou 59 metrů, průměrem 5,4 metru, celkovou hmotností 770 tun a užitečným nákladem 6 tun. Rakety startují ze základny Kourou ve Francouzské Guianě. |
| Duální start |
Nosná raketa Ariane je speciálně vybavena pro starty dvojic sond. Tato úprava byla použita již u Ariane 4 a zůstala zachována i u Ariane 5. Například čtveřice sond Cluster byla na oběžnou dráhu vynesena po dvou dvojicích. V nosné části rakety bude sonda Planck uložena ve speciální konstrukci, která se nazývá SPELTRA. Toto slovo vzniklo z francouzské zkratky pro Speciální konstrukci pro duální starty. Jde o jakýsi válcový kryt spodního nákladu, na jehož horní kuželové části je umístěn další náklad. Tento kryt má hmotnost 850 kg a průměr 5,4 m, což je vlastně průměr rakety Ariane. Pro menší náklady se používá konstrukce SYLDA, která je užší než raketa. Výška válcové části SPELTRY je 5,6 m, celková výška 7 m. Konstrukce chrání spodní sondu Planck při startu i před startem. Větrací otvory umožňují proudění suchého chladného vzduchu. Po startu ze základny Kourou ve Francouzské Guianě budou pomocné motory po stranách rakety (tzv. boostery) hořet přes 2 minuty. Motory prvního a druhého stupně budou vyvíjet tah po dalších 25 minut. Tím budou Herschel s Planckem nasměrovány do Lagrangeova bodu L2 soustavy Země-Slunce, který je vzdálený od Země 1,5 milionu kilometrů směrem od Slunce.
Po opuštění atmosféry bude po třech až čtyřech minutách pyrotechnicky odstraněn krycí plášť nákladového prostoru, neboť by šlo o již zbytečnou zátěž. Svislé detonátory ho rozevřou v ose rakety a vodorovné detonátory vzdálí od sond. Po získání dostatečné rychlosti na cestu do Lagrangeova bodu L2 soustavy Země-Slunce bude vypuštěna horní sonda Herschel. Následovat bude oddělení konstrukce SPELTRA pomocí dvou detonátorů a osmi speciálních ocelových pružin. Nakonec dojde k uvolnění sondy Planck. Od tohoto okamžiku je každá sonda zvlášť řízena letovým střediskem v německém Darmstadtu. Do Lagrangeova bodu L2 dolétnou po čtyřech až šesti měsících. Kolem Lagrangeova bodu budou obíhat po speciálních, tzv. Lissajousových drahách. Komunikaci se sondami v L2 bude zajišťovat australská pozemská stanice New Norcia v blízkosti Perthu.
 |
| Umístění sond Planck a Herschel v nákladovém prostoru rakety Ariane. Sonda Planck je překryta konstrukcí Speltra, na které je teprve sonda Herschel. Zdroj: ESA. |
 |
| Konstrukce SPELTRA pro duální starty. V ní bude uschována sonda Planck. Na její horní části bude potom umístěna sonda Herschel. Zdroj: ESA |
| Planck |
Sonda Planck je pokračovatelem slavných sond COBE (1989) a WMAP (2001) pro výzkum reliktního záření, které je svědectvím o raných fázích vývoje našeho vesmíru. Oddělilo se od látky v době přibližně 380 000 let po Velkém třesku, kdy se ve vesmíru začaly formovat atomární obaly, a v důsledku toho se razantně snížil počet volných elektronů. Drobné fluktuace v tomto záření jsou svědectvím dávných vesmírných struktur z období, kdy neexistovaly hvězdy ani galaxie. Reliktního záření má v současnosti teplotu 2,73 K, největší intenzitu má na vlnové délce přibližně 1 mm a je zdrojem mnoha cenných informací o našem vesmíru.
Sonda bude mít při startu hmotnost 1 800 kg. Základním přístrojem je dalekohled s primárním zrcadlem o rozměrech 1,75×1,5 m. Rozlišovací schopnost by měla dosáhnout 0,17″. Sonda Planck bude pracovat na vlnových délkách od 0,3 mm do 3,6 mm (25 GHz až 1 THz). Základním cílem mise je výzkum anizotropie a fluktuací reliktního záření. Předpokládaná délka mise je 21 měsíců. Sonda je pojmenována podle Maxe Plancka, jednoho ze zakladatelů kvantové fyziky, který zavedl energetická kvanta při objasnění způsobu záření absolutně černého tělesa.
 |
| Herschel |
Sonda Herschel se stane největší infračervenou observatoří světa. Její zrcadlo o průměru 3,5 metru bude největším zrcadlem dosud dopraveným do vesmíru. Bylo vyrobeno ve Francii a leštěno ve Finsku. Jeho hmotnost byla při opracování snížena z 720 kg na pouhých 240 kg. Celková hmotnost dalekohledu je 315 kg. Observatoř bude pracovat ve vlnovém rozsahu od 60 μm do 670 μm a stane se tak jedinou observatoří pokrývající pásmo od vzdáleného infračerveného oboru až po submilimetrový obor. Hmotnost celé observatoře při startu bude 3 300 kg. Celková doba mise se předpokládá na dobu tří let.
Observatoř Herschel je určena k výzkumu chladných a vzdálených objektů ve vesmíru, zejména prachu a mlhovin, ze kterých se rodí hvězdy a planety. Původní název mise byl FIRST (Far Infrared and Sub-millimetre Telescope), později byla přejmenována podle objevitele infračerveného záření Williama Herschela.
 |
Lagrangeovy body – pět bodů v sousedství dvou obíhajících hmotných těles, ve kterých je gravitační a odstředivá síla vyrovnána. Polohu těchto bodů poprvé vypočítal italsko-francouzský matematik Joseph-Louse Lagrange. Velmi výhodné je například umístění sondy do Lagrangeova bodu L2 soustavy země-Slunce, který je vzdálený od Země 1 500 000 km ve směru od Slunce (WMAP, Planck, Herschel, TPF).
Lissajousova dráha – periodická dráha sondy kolem Lagrangeova bodu, která má jak rovinnou, tak svislou (kolmou na danou rovinu) komponentu.
COBE – Cosmic Background Explorer, družice NASA vypuštěná v roce 1989. Pomocí družice bylo zjištěno, že reliktní záření má teplotu 2,73 K a že jde s vysokou přesností o záření absolutně černého tělesa. V roce 1992 družice objevila anizotropii reliktního záření způsobenou naším vlastním pohybem a fluktuace reliktního záření. Rozlišovací schopnost COBE byla 7°.
WMAP – Wilkinson Microwave Anisotropy Probe, sonda z roku 2001, která pořídila podrobnou mapu fluktuací reliktního záření s úhlovým rozlišením kolem 0,3° a citlivostí 20 µK. Zrcadlo sondy má rozměry 1,4×1,6 m a teplota chlazené části je nižší než 95K. Data sondy jsou nejdůležitějším zdrojem informací o raných fázích vývoje vesmíru, většinou se kombinují s daty z pozemských zařízení jako je CBI a ACBAR.
Reliktní záření – záření, které se od hmoty oddělilo 384 000 let po vzniku vesmíru, v době, kdy se vytvářely atomární obaly prvků. Dnes má teplotu 2,73 K a maximum v milimetrové oblasti. Je jedním ze základních zdrojů informací pro naše poznání raného vesmíru.
