Jeden z největších českých vesmírných projektů. Startuje sonda Solar Orbiter

Obyčejný člověk nepozná, že má před sebou něco výjimečného. Procesor, paměť, obvody. Vypadá to jako jednoduchá základní deska z počítače. Přitom je to ale přesná maketa části přístroje, který se z pražského Spořilova vydá ke Slunci.

Až v pondělí našeho času vzlétne z Mysu Canaveral sonda Evropské kosmické agentury Solar Orbiter, na palubě bude i tento kousek české elektroniky. A mezi zahraničními přístroji nezůstane osamocený. Spolu s ním poletí také optická zrcadla z Turnova, v Praze naprogramovaný letový software nebo napájecí desky pro vědecké přístroje z Kroměříže.

Sondu vynese z atmosféry raketa Atlas V. Na oběžné dráze Země se ale moc neohřeje. Prakticky okamžitě se vydá na ožehavou cestu ke Slunci. Naší hvězdě se po několika průletech přiblíží až na 42 milionů kilometrů. Dostane se tak ještě blíže než první planeta sluneční soustavy Merkur, která v přísluní obíhá Slunce ve vzdálenosti 46 milionů kilometrů. Sonda Solar Orbiter se tak stane druhým nejbližším lidským objektem, který kdy k naší hvězdě doletěl.

„Bohužel druhým nejbližším, kdybychom odstartovali trochu dřív, tak bychom byli nejblíže,“ posteskne si vědec Jan Souček z Ústavu fyziky atmosféry AV ČR. Start sondy se odkládal. Původně měla být vypuštěna už v roce 2017. Na chvíli by tak překonala rekord Heliosu 2 z dubna 1976. Jenže mezitím NASA vypravila svou sluneční sondu Parker Solar Probe, která Solar Orbiter předběhla. Americká sonda už teď krouží kolem Slunce dvakrát blíže, než se kdy dostane Solar Orbiter.

Projekt se ale prodlužoval hned několikrát. Firma esc Aerospace z pražských Dejvic na něm měla původně pracovat sedm let. Nakonec z toho bylo ale let jedenáct.

„Přišel jsem o hodně černých vlasů a z velké části jsme letový software instrument financovali z vlastní kapsy. Buďto ale chcete, aby mise letěla, nebo můžete vyrábět ledničky,“ říká s nadsázkou zakladatel a spolumajitel esc Aerospace Richard Sysala.

U takových obrovských mezinárodních projektů se podle něj musí se zdrženími nebo problémy s financováním počítat. Esc Aerospace je jednou ze sedmi českých soukromých firem, které na misi spolupracovaly, a to konkrétně na vědeckém přístroji STIX. Ten bude sledovat rentgenové emise ze slunečního povrchu.

Pražský výrobce palubního letového softwaru a hardwaru se v kosmickém průmyslu pohybuje už 15 let a dnes patří ke světové špičce. Za tu dobu ale česká firma také moc dobře poznala, že ne vždy jde všechno hladce. Hned účast na první velké misi esc Aerospace totiž skončila kvůli chybě ruských inženýrů v roce 2009 tragicky.

„Družice Koronas-Foton slavně vyletěla. Byla to velká, několikatunová sonda s 14 vědeckými přístroji. Když ji ale Rusové spustili, tak netrvalo dlouho a sonda se navždy odmlčela,“ vypráví Sysala. Sonda zahlásila softwarovou chybu a nikdy se ji už nepodařilo zprovoznit. Dodnes tak bez života krouží na oběžné dráze.

Všechno zlé je ale pro něco dobré, díky Koronas-Foton se esc Aerospace dostala právě k projektu Solar Orbiter. A během mise Evropské vesmírné agentury by se už nic podobného stát nemělo. Program se chystá přes 20 let, byl promyšlen do nejmenšího detailu a sonda i přístroje prošly všemi myslitelnými zatěžkávacími zkouškami.

Na palubě Solar Orbiteru bude celkem 10 vědeckých zařízení. Na přípravě čtyř z nich se podíleli Češi. Je to tak největší český vesmírný projekt od osmdesátých let. Naposledy se čeští vědci tak výrazně zapojili do přípravy družice Prognoz 10. Ta v roce 1985 vynesla do vesmíru sedm československých přístrojů.

„Svým významem a finančními náklady se česká účast na misi Solar Orbiter řadí mezi takové české úspěchy v kosmonautice, jakou byl první československý kosmonaut Vladimír Remek anebo družice Magion,“ popisuje mluvčí Ministerstva školství Aneta Lednová.

Právě skrze MŠMT se česká vesmírná účast financovala. V tuzemsku se realizovaly projekty za 180 milionů korun. Placené byly z příspěvku Česka do ESA a programu na vývoj vědeckých přístrojů Prodex.

Jakmile sonda vyletí z atmosféry, začnou se probouzet i některé vědecké přístroje, ačkoliv hlavní vědecká fáze přijde až za dva roky. Prvním z nich bude po několika hodinách přístroj pro měření plazmových a rádiových vln RPW. Na něm pracoval s kolegy z Ústavu fyziky atmosféry AV ČR také fyzik Jan Souček.

„Celý přístroj, jehož součásti je i naše deska, je určen k měření elektromagnetického pole v okolí sondy. Jeho cíle jsou zaprvé sluneční rádiové emise, což jsou takové přírodní rádiové vlny vznikající v koróně a slunečním větru, které často doprovází sluneční erupce, a zadruhé plazmové vlny,“ vysvětluje Souček.

Sonda se bude po celou dobu pohybovat ve slunečním větru. Ten vyplňuje celou sluneční soustavu. Je to proud plazmatu, který Slunce vypouští všemi směry. Sluneční vítr má sice vlastnosti plynu, ale částice v něm na sebe oproti na Zemi běžnějšímu plynnému skupenství nepůsobí mechanickými srážkami, ale elektromagneticky. V plazmatu se tak šíří nejen zvukové, ale i elektromagnetické vlny, a právě je bude RPW měřit.

Dodnes totiž vědci nevědí, jak sluneční vítr v jasně zářícím okolí Slunce, takzvané koróně, zrychluje až na rychlost stovek kilometrů za sekundu a jak jsou ve stejné oblasti urychlovány až k hranici rychlosti světla takzvané sluneční energetické částice. Právě tyto otázky by mohlo zařízení na sondě Solar Orbiter zodpovědět. Mimo jiné by tak mohlo pomoci kosmonautům v plánované cestě na Mars. Ti totiž opustí magnetický štít Země a budou vystaveni právě působení těchto energetických částic.

Mimo slunečního větru bude sonda Solar Orbiter také zkoumat, jak vznikají solární erupce a výrony korónální hmoty. Ty jsou potenciálně nebezpečné i pro Zemi. Opravdu silné výrony mohou způsobit geomagnetické bouře, poruchy počítačů nebo až výpadky elektrického proudu.

„Magnetické pole Slunce se v čase vyvíjí. V určitém okamžiku může dojít k nerovnováze a magnetické siločáry vyvrhnou z koróny plazma,“ vysvětluje fyzik Petr Heinzel z Astronomického ústavu Akademie věd ČR.

Jeho tým se podílel na vývoji přístroje Metis, který bude procesy ve sluneční koróně sledovat. Zrcadla speciálního dalekohledu, takzvaného koronografu, vyrábělo turnovské výzkumné centrum speciální optiky a optoelektronických systémů TOPTEC.

„Přístroj bude pozorovat korónu ve spektrální čáře Lyman-alfa vodíku, což je ultrafialová dráha, kterou ze Země pozorovat nelze. Kvůli krátké vlnové délce musí pak být zrcadlo přesně vybroušeno,“ dodává Heinzel.

Mimo přístrojů RPW, STIX a Metis se Češi podíleli ještě na přípravě zařízení SWA, konkrétně tým na Matematicko-fyzikální fakultě Univerzity Karlovy. SWA bude zkoumat složení slunečního větru.

Solar Orbiter odstartuje v pondělí ráno našeho času. Slunci se přiblíží už za rok, ale hlavní fáze mise začne v listopadu 2021. Po několika manévrech kolem Venuše spatříme také díky sondě vůbec poprvé sluneční póly, ale až v roce 2025. Celá mise by měla trvat sedm let, pokud vše půjde hladce, mohla by sonda odesílat data až do roku 2030.