Sonda Deep Impact, plány

Jana Sainerová, 14. března 2005, aktualizováno

Počátkem roku 2005 odstartovala mise americké NASA ke kometě Tempel 1 – sonda Deep Impact. Kromě přístrojů pro výzkum sonda také nesla 370 kilogramů hmotný projektil, který později dopadl na povrch kometyKometa – těleso malých rozměrů obíhající kolem Slunce většinou po protažené eliptické dráze s periodou od několika let po tisíce roků. Při přiblížení ke Slunci se vypařuje část materiálu jádra a kometa vytváří komu a eventuálně ohon. Jde o pozůstatky materiálu z doby tvorby sluneční soustavy. Dnes se nacházejí v Oortově mračnu za hranicemi sluneční soustavy, ve vzdálenosti 20 000÷100 000 AU.. A důvod? Poprvé se naskytla 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 projektil sondy dopadl na kometuKometa – těleso malých rozměrů obíhající kolem Slunce většinou po protažené eliptické dráze s periodou od několika let po tisíce roků. Při přiblížení ke Slunci se vypařuje část materiálu jádra a kometa vytváří komu a eventuálně ohon. Jde o pozůstatky materiálu z doby tvorby sluneční soustavy. Dnes se nacházejí v Oortově mračnu za hranicemi sluneční soustavy, ve vzdálenosti 20 000÷100 000 AU. v plánovaném termínu, 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 byla složena ze dvou částí – mateřské sondy a impaktoru (z anglického impact, tedy dopad, náraz). Na palubě také nesla tři vědecké přístroje určené ke shromažďování informací. Celkové rozměry byly 3,3 m × 1,7 m × 2,3 m a hmotnost činila 1 020 kilogramů.

Tříose stabilizované, 650 kilogramů těžké mateřské těleso kromě samotného impaktoru neslo dva hlavní zobrazovací přístroje sondy – dalekohled s vysokým (High Resoution Instrument) a středním (Medium Resolution Instrument) rozlišením. Tato část sondy přenášela data z přístrojů a dopadové části na Zemi. Po uvolnění impaktoru byla sonda zpomalena tak, aby mohla sledovat dopad, tvorbu kráteru a vyvržený materiál ze vzdálenosti přibližně 500 kilometrů od komety. Vysokozisková parabolická anténa umožňilae přenos dat k Zemi rychlostí až 170 kb/s.

Dopadová část se od mateřského tělesa uvolnila 24 hodin před dopadem na osvětlenou stranu kometyKometa – těleso malých rozměrů obíhající kolem Slunce většinou po protažené eliptické dráze s periodou od několika let po tisíce roků. Při přiblížení ke Slunci se vypařuje část materiálu jádra a kometa vytváří komu a eventuálně ohon. Jde o pozůstatky materiálu z doby tvorby sluneční soustavy. Dnes se nacházejí v Oortově mračnu za hranicemi sluneční soustavy, ve vzdálenosti 20 000÷100 000 AU.. Vzhledem k vzájemné rychlosti sondy a komety kolem 10 km/s a také hmotnosti impaktoru 370 kilogramů došlo k uvolnění 19 gigajoulů energie (ekvivalent 4,8 tun TNT). Z důvodu přesnosti, s jakou bylo třeba mířit (strefovala se do terče o velikosti 6 km ze vzdálenosti větší než milión kilometrů!), nesla sonda také přístroj pro správné navedení impaktoru na kometu (Impactor Target Sensor) a byla vybavena autonomním navigačním systémem, který prováděl drobné úpravy dráhy. 49 % hmotnosti impaktoru tvořilo měděné jádro. Měď byla zvolena proto, že při zničení impaktoru došlo k uvolnění velkého množství částic, které vyzařovaly na jiných vlnových délkách, než které byly použity ke zkoumání jádra. Spektrum tedy nebylo kontaminováno čarami materiálu z projektilu.

Data ze sondy byla 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 sloužily 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, byl nesmírně lákavý. O kometách se říká, že jsou to rezervoáry původního materiálu, který zbyl po tvorbě planet a Slunce. Mise umožnila 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 byla možnost sledovat vznik samotného kráteru, následného zjasnění komety a pořízení spekter vyvrženého matečriálu. Jádro komety bylo sledováno ještě přibližně jeden měsíc po dopadu. Dne 9. srpna byla mise ukončena. Na stránkách projektu je ukončení mise komentováno slovy: „August 9, 2005: Deep Impact goes into Deep Sleep“. Zpracování pořízených dat z mise však bude trvat několik let. O některých výsledcích dopadu si přečtěte v následujícím článku.

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 protáhlé s průměrem kolem 6 kilometrů.

Uvážíme-li, že hmotnost jádra je zhruba 10¹⁴ kilogramů, pak je jasné, že srážka s 370 kilogramů hmotným projektilem rozhodně nemohla 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 nebyla první misí zaměřenou na studium komet. Je ale první, která odhalila pohled do hloubky kometárního jádra.

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

Bonus: Animace dopadu pouzdra sondy Deep Impact na kometu Tempel

Tato animace byla vytvořena ještě před skutečným dopadem impaktoru na kometu. Ukazuje přiblížení sondy Deep Impact ke kometě Tempel 1. Přibližně 24 hodin před dopadem dochází k uvolnění dopadové části, která je pomocí specializovaného softwaru a trysek nasměrována na jádro komety. V okamžicích těsně před dopadem jsou dopadovým pouzdrem pořizovány detailní záběry jádra komety. Energie uvolněná při dopadu odpovídala pěti tunám TNT. Samotný dopad však změnil rychlost komety o pouhých 0,0001 mm/s a proto srážka nebyla schopna ovlivnit dráhu komety. Zdroj: Maas Digital

Odkazy