První český vesmírný dalekohled? „Menší než Hubble, ale už docela slušný“

Jedná se sice o řádově menší projekt, než je například dalekohled Jamese Webba, přesto si od něj autoři slibují, že pomůže přinést odpovědi na některé z největších otázek astrofyziky.

Quvik (Quick Ultra-VIolet Kilonova surveyor), první český vesmírný dalekohled, dostal zelenou od Evropské vesmírné agentury (ESA) a Ministerstva dopravy. Do vesmíru má zamířit v roce 2028 a data bude sbírat přinejmenším tři roky.

Zařízení sledující ultrafialové spektrum budou vědecky zajišťovat astrofyzici z Masarykovy univerzity. Projekt pak vede Výzkumný a zkušební letecký ústav.

„Musíme mít do vesmíru otočených hrozně moc očí, proto potřebujeme malé projekty“ přibližuje pro Seznam Zprávy vědecký koordinátor mise Norbert Werner, v čem spatřuje největší přednost Quviku.

Werner je u projektu už od samotného počátku. „Hledal jsem témata, která jsou sexy, která patří k nejžhavější vědě dneška. S kolegy z Výzkumného a zkušebního leteckého ústavu jsme potom řešili, co bychom za dané peníze zvládli navrhnout,“ vzpomíná.

Volba padla na pozorování zdrojů gravitačních vln, jevu, který fyzici poprvé zaznamenali v roce 2015 a za jehož objev byla udělena Nobelova cena. „Vznikají při extrémních jevech, srážkách černých děr a neutronových hvězd, tedy hvězd, které mají hmotnost Slunce, ale velikost Brna,“ vysvětluje profesor z Ústavu teoretické fyziky a astrofyziky.

Pozorování zdrojů gravitačních vln je jednou z nejaktuálnějších oblastí zájmu astrofyziky, podle vědce však chybí dalekohledy, které by je dokázaly sledovat v UV oblasti spektra, kde by měly být v prvních hodinách nejjasnější. „Zvládne to jen Hubbleův vesmírný dalekohled, což je opět obrovský, drahý projekt, který už navíc nebude sloužit dlouho.“

Quvik je na poli astrofyziky poměrně malý projekt za 30 milionů eur. Podle vědce ovšem splňuje představu o budoucnosti zkoumání vesmíru, která podle něj stojí na rozšíření repertoáru astrofyziků, kteří se momentálně spoléhají především na velké projekty.

„Je to něco mezi nejmenšími nano satelity a dalekohledem Jamese Webba. Něco, co si země jako Česká republika můžou dovolit, a přesto dokáží dělat špičkovou vědu,“ podotýká.

Quvik bude mít tvar kvádru - základnu 70 na 70 centimetrů a výšku lehce přes metr. Jeho hlavní součástí bude objektiv o průměru 33 centimetrů, určený na pozorování ultrafialového záření. „Menší než Hubble, ale už docela slušný,“ glosuje to Werner s tím, že vývoj navíc potrvá jen pět let.

Sledování zdrojů gravitačních vln, k němuž je Quvik určen, může přinést odpověď na jednu z největších vědeckých záhad - jak vznikají prvky těžší než železo.

„Víme, že po Velkém třesku vznikly vodík a helium. Prvky lehčí než nikl se tvoří v jádrech hvězd. Odkud pochází těžší prvky, stále diskutujeme,“ říká Norbert Werner a dodává že jedním z hlavních kandidátů jsou právě srážky neutronových hvězd. 

Během nich vznikají hypermasivní neutronové hvězdy nebo černé díry. Při srážce se ale především vyvrhne materiál, který může vést ke vzniku prvků těžších než železo. „Quvik spolu s dalšími dalekohledy dokáže tuto teorii potvrdit, nebo vyvrátit,“ přibližuje astrofyzik.

Český vesmírný dalekohled může také, byť nepřímo, přispět k řešení další velké vesmírné otázky, která je pro laickou veřejnost ještě mnohem zajímavější. Hledání mimozemského života. „Quvik nemůže najít život mimo Zemi, může ale dělat výzkum, který je pro hledání života ve vesmíru relevantní,“ nastiňuje další možnosti.

Dalekohled totiž dokáže zkoumat exoplanety, tedy planety mimo naši sluneční soustavu. Vědci určili takzvané obyvatelné pásmo, které popisuje vzdálenost planety od hvězdy, kde je dostatečná teplota pro to, aby na planetě mohla být tekoucí voda. Do obyvatelného pásma spadá spousta exoplanet. Quvik je pomůže protřídit.

„Hvězdy mohou mít vzplanutí UV záření, které by jakékoliv komplexní molekuly zničilo. Nebyly by tak obyvatelné a právě ultrafialové záření Quvik dokáže sledovat. Možná tak zjistíme, že řada exoplanet není pro život vhodná, byť jsou v obyvatelném pásmu,“ přibližuje Norbert Werner.

Astrofyzik původem ze Slovenska má za sebou roky zkušeností ze zahraničních univerzit. Podílel se mimo jiné na největší vesmírné misi Japonska, satelitu Hitomi. „Družice se po zhruba čtyřiceti dnech rozpadla, roztočila se k smrti,“ vzpomíná na neúspěch.

Právě to pro něj bylo impulzem začít přemýšlet nad tím, že spoléhat se pouze na obří projekty není správná cesta. „Vývoj velkých misí, jako byl Hitomi nebo je dalekohled Jamese Webba, trvá desetiletí a stojí stovky milionů. Je to stavění katedrál,“ říká.

Po neúspěchu Hitomi se zaměřil na opačnou stranu spektra, takzvané nanosatelity, které jsou velké jen desítky centimetrů. Právě v menších misích vidí budoucnost vesmírného výzkumu. „Když máte jednu obří misi za deset let, realizujete jen jeden nápad. Spousta menších misí znamená realizování řady nápadů, které by jinak nebyly možné,“ vysvětluje.

Odstrašující příklad podle něj může představovat současný výzkum v jiné oblasti vědy. „V částicové fyzice se dnes vše směřuje k jedinému experimentu, CERN, který je tak drahý, že na nic jiného už nezbydou peníze,“ odkazuje na velký hadronový urychlovač. „Byla by chyba, kdyby astronomie šla stejným směrem,“ je přesvědčen. Jedním dechem ale dodává, že velké projekty rozhodně stále mají své místo.

Quvik dostal před několika týdny zelenou a vstupuje tak do fáze realizace. „Je to obrovský úspěch celého týmu. To, že jsme získali Quvik, je úžasné. Budeme mít český vesmírný dalekohled. Je to pecka, krásné,“ neskrývá Werner radost. Rychle se ale vrací k věcnosti. „Teď je před námi obrovská cesta, vše postavit tak, aby to fungovalo,“ je si vědom.

Práce ve vesmírném výzkumu jde podle něj mnohem dál než klasické zaměstnání. „Jsou tam lidé, kteří na projektu pracují desetiletí, mnohem víc než 40 hodin týdně. Když projekt vyjde, je to krásné, když nevyjde, je to opravdu velmi těžké,“ popisuje.

Práce astrofyzika je podle něj řehole, a to nejen tehdy, když se na oběžné dráze po desítkách let příprav rozletí milionový projekt na spoustu malých částí. „Heuréka momenty se nestávají. Proces objevu bývá delší. Když už se náhodnou naráz nadchnete a řeknete si ‚mám to‘, většinou za 20 minut zjistíte, že to je jinak,“ směje se vědec.

„Samozřejmě že může dojít k vyhoření, to je charakter vědecké práce. Každý, kdo do toho jde, si to musí uvědomit,“ konstatuje Werner. Jemu samotnému prý pomáhá pozitivní myšlení. „Člověka musí bavit i ten proces. Astronomie je krásná a všichni, kdo se dnes Quviku věnujeme, jsme nesmírně rádi, že to je naše povolání. Doopravdy to není jen práce, ale životní vášeň.“