***
Štefánikova hvězdárna
observatory.cz > Novinky z astronomie > Sonda Deep Impact

Sonda Deep Impact

Kosmonautika 2.7.2005 Jana Sainerová
Počátkem letošního roku odstartovala mise americké NASA ke kometě Tempel 1 – sonda Deep Impact. Kromě přístrojů pro výzkum sonda také nese 370 kilogramů hmotný projektil, který 4. července 2005 v 7.52 SELČ ±3min. dopadne na povrch komety. A důvod? Budeme mít poprvé příležitost studovat složení původního materiálu, ze kterého se kdysi tvořila sluneční soustava.

Historie

Sonda Deep Impact je společným projektem University of Maryland a Jet Propulsion Laboratory Kalifornského institutu technologie v Pasadeně. Postavena byla v laboratořích firmy Ball Aerospace & Technologies, v Boulderu v Coloradu.
Start byl původně naplánovaný na počátek roku 2004. Postupně byl kvůli rozličným problémům, například s dodávkami součástí sondy, odložen až na 30. prosince 2004. Nakonec byla sonda Deep Impact vypuštěna teprve 12. ledna 2005 na nosiči Delta II z Kennedyho vesmírného centra na Floridě. Přesto bude možné stihnout plánované datum dopadu projektilu na kometu, tedy 4. července 2005.

Sonda Deep Impact. Nalevo: nákres s přístroji. Napravo: Fotografie sondy z Astrotech Space Operations, kde probíhaly přípravy ke startu.


Parametry a vybavení

Celá sonda sestává ze dvou částí – mateřské sondy a impaktoru (z anglického impact, tedy dopad, náraz). Na palubě také nese tři vědecké přístroje určené ke shromažďování informací. Celkové rozměry jsou 3,3 m × 1,7 m × 2,3 m a hmotnost činí 1 020 kilogramů.
Tříose stabilizované, 650 kilogramů těžké mateřské těleso kromě samotného impaktoru nese dva hlavní zobrazovací přístroje sondy – dalekohled s vysokým (High Resoution Instrument) a středním (Medium Resolution Instrument) rozlišením. Bude také přenášet data z těchto přístrojů a dopadové části na Zemi. Po uvolnění impaktoru dojde ke zpomalení sondy, která bude sledovat dopad, tvorbu kráteru a vyvržený materiál ze vzdálenosti přibližně 500 kilometrů od komety. Vysokozisková parabolická anténa umožňuje přenos dat k Zemi rychlostí až 170 kbps.
Dopadová část se od mateřského tělesa uvolní 24 hodin před dopadem na osvětlenou stranu komety. Vzhledem k vzájemné rychlosti sondy a komety kolem 10 km/s a také hmotnosti impaktoru 370 kilogramů dojde k uvolnění 19 gigajoulů energie (ekvivalent 4,8 tun TNT). Z důvodu přesnosti, s jakou je třeba mířit (strefujeme se do terče o velikosti 6 km ze vzdálenosti větší než milión kilometrů!), nese sonda také přístroj pro správné navedení impaktoru na kometu (Impactor Target Sensor) a je vybavena autonomním navigačním systémem, který může provádět drobné úpravy dráhy. 49 % hmotnosti impaktoru tvoří měděné jádro. Měď byla zvolena proto, že při zničení impaktoru dojde k uvolnění velkého množství částic, které budou takto vyzařovat na jiných vlnových délkách, než které budou použity ke zkoumání jádra. Spektrum tedy nebude kontaminováno čarami materiálu z projektilu.

High Resolution Instrument (HRI) – kombinuje možnosti dalekohledu pro snímání ve viditelném světle a infračerveného spektrometru. Je určen pro sledování kometárního jádra. Průměr dalekohledu je 30 cm a ohnisková vzdálenost 10,5 metru. Při vzdálenosti 700 km od komety je schopen dosáhnout rozlišení až 1,4 metru na pixel.
Medium Resolution Instrument (MRI) – může kromě snímkování komety sloužit také k navigaci pro své širší zorné pole. Průměr zrcadla je 12 centimetrů, ohnisková vzdálenost 2,1 metru a dosažitelné rozlišení při vzdálenosti 700 km od sondy je 7 metrů na pixel. MRI pozoruje pouze ve viditelném oboru. Slouží také jako funkční záloha HRI.
Impactor Target Sensor (ITS) – je stavbou téměř shodný s MRI, pouze neobsahuje filtry pro CCD kameru. Slouží k navedení impaktoru na kometu. Navíc umožní pořízení snímků kometárního jádra s nejlepším dosavadním rozlišením, až 0,5 metru na pixel v době těsně před impaktem, pokud optika přístroje přežije srážky s prachovými částečkami během přibližování ke kometě.

Data ze sondy jsou přijímána sítí antén dálkového spojení (Deep Space Network). Jedná se o antény rozmístěné po Zemi ve zhruba 120° odstupech tak, aby byla zajištěna neustálá sledovatelnost sond – ve Španělsku, Austrálii a Kalifornii. Tyto antény slouží také pro přenos příkazů k sondě a distribuci dat k dalším pozemským pracovištím.

Proč vlastně to všechno?

Fakt, že se jedná o první příležitost podívat se do nitra komety, je nesmírně lákavý. O kometách se říká, že jsou to rezervoáry původního materiálu, který zbyl po tvorbě planet a Slunce. Tento způsob umožní prozkoumat nezměněný materiál, na který nikdy nedopadlo sluneční světlo, a udělat si tak lepší představu o počátečním složení sluneční soustavy před přibližně čtyřmi a půl miliardami let.
Dalším přínosem mise bude možnost sledovat vznik samotného kráteru. Odhady jeho velikosti se různí. Ty nejoptimističtější hovoří dokonce o rozloze fotbalového hřiště a hloubce 30÷50 metrů. Vše záleží na struktuře a vlastnostech materiálu, ze kterého je kometa složena. Navíc by také po nárazu mohlo dojít ke zvýšení aktivity komety a tím pádem i jejímu zjasnění až o několik magnitud!
Přibližně jeden měsíc po dopadu bude ještě pokračovat sledování jádra a odesílání dat na Zemi. Samotný projekt ale bude pokračovat ještě několik měsíců, po které budou zpracovávána přijatá data.

Kometa Tempel 1

Kometu 9P/Tempel 1 objevil Ernst Wilhelm Tempel 3. dubna 1867. Jedná se o kometu krátkoperiodickou, s oběžnou dobou přibližně 5,5 roku. V přísluní se ke Slunci přibližuje na přibližně 1,5 astronomické jednotky. Jádro je patrně protáhlé s průměrem kolem 6 kilometrů.
Uvážíme-li, že předpokládaná hmotnost jádra je zhruba 1014 kilogramů, pak je jasné, že srážka s 370 kilogramů hmotným projektilem rozhodně nemůže mít vliv na dráhu komety. V tomto ohledu se jeví jako výstižné přirovnání kamínku letícího proti nákladnímu automobilu. Může ho sice poškrábat, ale v žádném případě vychýlit.



Jiné podobné mise

Mise Deep Impact není první misí zaměřenou na studium komet. Je ale první, která odhalí pohled do hloubky kometárního jádra.
Giotto – sonda ESA, která startovala 2. července 1985, mise úspěšně skončila 23. července 1992. Zkoumala komety Halley a Grigg-Skjellerup. Přinesla první fotografie kometárního jádra zblízka.
Stardust – návratová sonda NASA vypuštěná 6. února 1999. Cíle: sběr vzorků prachových částic a par v ohonu komety P/Wild 2, fotografování jádra komety, předběžný rozbor kometárního prachu. K návratu vzorků na Zemi by mělo dojít 15. ledna 2006.
CONTOUR – COmet Nucleus TOUR, sonda NASA, která startovala 3. července 2002. Sonda se měla setkat se dvěma kometárními jádry, s kometou Encke a Schwassmann-Wachmann-3. Se sondou byl ztracen kontakt v srpnu 2002.
Rosetta – sonda ESA vypuštěná 2. března 2004. Cíle: Navedení sondy na oběžnou dráhu kometárního jádra; řízené přistání na jádru komety (modul Philae); průlet kolem planetek 21 Lutetia a 2867 Steins. Setkání s kometou 67 P/Churyumov–Gerasimenko je naplánováno na rok 2014.

Závěr

Samotnou misi budou doprovázet pozemská pozorování, která doplní informace, jež nám zašle mateřské těleso. Kometu bude také možné pozorovat menšími dalekohledy, v červenci letošního roku by totiž měla mít přibližně desátou magnitudu a bude tedy dostupná i amatérskými dalekohledy. Bohužel bude ale poměrně nízko pro pozovatele na severní polokouli.

Instalace CD se jmény 560 000 lidí, kteří se zapsali přes internet ke svému „drtivému dopadu“ od května 2003 do ledna 2004.
Kosmonautika 2.7.2005 Jana Sainerová