Článek
Díváte se na úspěšné přistání a extrakci dosud největšího vzorku hornin z asteroidu, který lidstvo zvládlo dopravit z kosmu zpět na Zemi. Konkrétně se to podařilo NASA, a to v neděli, 24. září v 16:52 středoevropského času (SELČ).
Informace a záběry si můžete poslechnout i prohlédnout v úvodní videoreportáži. Obsahuje jak dostupná videa ze startu, průběhu odběru vzorků a přistání mise, tak doplňující animace.
Odhaduje se, že návratová kapsle obsahuje okolo 250 gramů částic, které pochází z planetky Bennu vzdálené asi 190 milionů kilometrů, to je asi pětsetkrát dál než Měsíc. Slunce oběhne jednou za 436 dní, v průměru má okolo 500 metrů, takže se neotáčí tak rychle, a i to byl jeden z důvodů, proč byla k odběru ideální.
„Bennu byla vybrána kvůli hodně důvodům, ale já vám nabídnu své tři nejoblíbenější. Zaprvé je nedaleko. Je blízko Zemi, takže jsme schopní se tam lehce dostat a vrátit s vzorky v rozumném časovém rámci,“ říká v reportáži SZ Tech docentka zemských, atmosférických a planetárních věd z Purdueovy univerzity Michelle Thompsonová, která je v šestičlenném týmu vědců zkoumajících vzorky jako první.
„Zadruhé jde o uhlíkatý typ asteroidu. To znamená, jak si myslíme, že je bohatý na organické molekuly. A tyto organické molekuly tu mohly být už za nejranějších dní Země, takže nám mohou dát informace o tom, jak se vyvíjel život na naší planetě. A třetí důvod je ten, že asi za 100 let proletí Bennu velice blízko k Zemi, a to dokonce blíž, než je dnes Měsíc. Takže chceme porozumět tomu, jak funguje jeho oběžná dráha a jak se v čase vyvíjí, abychom byli připravení, pokud tu někdy bude asteroid, který bude potřeba v budoucnu odklonit od Země,“ vysvětluje dál odbornice.
Průběh mise od gravitačního praku po náraz do asteroidu
Mise k získání unikátních vzorků z kosmu zabrala skoro přesně sedm let a napínavá byla nejen při samotném odběru hornin z asteroidu, ale právě i při jejich vyložení na Zemi. A tím přitom ještě ani nekončí. Vše ale popořádku.
Sonda OSIRIS-REx z Mysu Canaveral na Floridě odstartovala 9. září 2016. K planetce Bennu ale kvůli spotřebě paliva nemohla letět napřímo, a tak ji čekala cesta dlouhá ohromujících 7,1 miliardy kilometrů. A aby ji překonala co nejrychleji a zároveň přežila, musela zvládnout dva hlavní manévry.
První byl gravitační prak okolo Země, pomocí kterého po jednom roce zrychlila až na 13 tisíc kilometrů za hodinu.
A druhý byla série čtyř zpomalovacích zážehů, po nichž se 3. prosince 2018 dostala na souběžnou rychlost s asteroidem čili „jen“ 450 kilometrů za hodinu ve vzdálenosti 20 kilometrů od jeho povrchu. Potom následovala řada pozorovacích a mapovacích přeletů mimo jiné i kvůli výběru a kontrole místa k přistání, které samotné přišlo 21. října 2020. Sonda po něm na povrchu strávila pouze šest sekund.
„A máme tu Touch Down! Touch Down,“ rezonoval tehdy nadšený jásot skrz řídící středisko.
„Doslova jsme s ní narazili. Když se s ní dostala sonda do kontaktu, ty horniny se očividně rozlomily a roztříštily. Sledovali jsme přicházející obrázky jeden po druhém. A to zhruba ve dvě hodiny ráno místního času tady v Denveru. Dostali jsme to, čemu já říkám záběry za všechny prachy,“ popisoval tehdy přistání Dante Lauretta, šéf výzkumného týmu mise OSIRIS-REx.
Čím je sonda vybavena a jak odebrala vzorky
Sonda vyrobená americkou firmou Lockheed Martin celkem za miliardu dolarů měřící až 2,4 × 2,4 × 3,1 metru a vážící 2,1 tuny byla pro tento cíl vybavena šesti vědeckými nástroji. Z toho jen kamerový systém měl tři různé typy objektivů, následoval LIDAR pro navigaci, pak tři druhy spektrometrů na měření záření, teploty i složení asteroidu, a potom ten nejdůležitější ze všech - mechanismus k odběru vzorků, jehož vyřešení bylo prý opravdovou výzvou.
„OSIRIS-REx bude sbírat vzorky z Bennu za využití TAGSAM přístroje, což je Touch And Go Sample Acquisition Mechanism. Je to vlastně taková paže napojená na hlavici se vzorkovačem, kterou tu vidíte. Je to podobně velké jako vzduchový filtr v autě,“ ukazovala v reportáži SZ Tech klíčové zařízení Sandy Freund, manažerka vývoje sondy z Lockheed Martin.
„Mechanismus funguje tak, že je v něm stlačený plyn, který po vypuštění rozvíří regolith na Bennu, a uloží ho do tohoto kanystru, který pak umístíme do naší úložné návratové kapsle a přivezeme ho zpět na Zemi,“ dodala.
Nedovřená dvířka
Sonda měla za cíl nabrat aspoň 60 gramů vzorků z planetky Bennu, což se jí podle nadšení v NASA podařilo splnit nad očekávání. Až to dokonce vypadalo, že by mohl být úspěch sondě i osudný. Kvůli větším úlomkům se totiž nedovřela dvířka schránky a vzorky unikaly ven.
Pomocí stejné paže tak nakonec vědci museli obsah přerovnat, aby se zapečetila. A teď odhadují, že v ní mohlo zůstat právě okolo 250 gramů materiálu - plus minus 101 gramů. Kvůli neočekávaným komplikacím totiž přístroje nemohly vzorek zvážit.
I kdyby Američané v návratové kapsli ale zjistili právě spodní odhadovanou hranici množství, pořád by dalece překonávaly minulé dopravené vzorky. Ty byly jen dva a oba získala japonská kosmická agentura JAXA. Mise Hayabusa 1 v červnu 2010 z asteroidu Itokawa dopravila míň než miligram a Hayabusa 2 v prosinci 2020 přivezla z planetky Ryugu přes 5,4 gramu částic.
Nelehký návrat. Třicetinásobek rychlosti zvuku a teplota jako u Slunce
Ani návrat na Zemi nebyl nic jednoduchého. OSIRIS-REx ho zahájila 10. května 2021 a právě dnes, 24. září roku 2023, podstoupila jeho nejobtížnější fázi.
„Kapsli vypouštíme asi 100 tisíc kilometrů daleko od Země, což je třetina vzdálenosti k Měsíci. A musí trefit koridor v atmosféře o šířce asi pěti kilometrů. To je stejné, jako byste kopali míč do branky přes 110 kilometrů dlouhé hřiště, nebo tak nějak. Je to opravdu úžasné, ale navigátoři odváděli stejně úžasnou práci celý čas až dosud,“ popsal už v červnu přistávací manévr Mike Moreau, vedoucí týmu NASA, který má na starost vyzvednutí kapsle.
Sonda vypustila kapsli se vzorky asteroidu ve 12:42 středoevropského času (SELČ) asi 102 tisíc kilometrů od Země.
Tupý kužel o průměru 81 a výšce 50 centimetrů do atmosféry vstoupil o čtyři hodiny později, a to ve výšce 132 kilometrů a v rychlosti až 44,5 tisíce kilometrů za hodinu, při které svůj tepelný štít vystavil teplotě 2760 stupňů Celsia.
Aby postupně zpomalil, nejdřív ve výšce 31 kilometrů otevřel brzdící, a pak v 1,5 kilometru i hlavní padák, a tak se dostal na rychlost 18 kilometrů za hodinu. Cílovou oblast čili ovál o rozměru 58 na 14 kilometrů v poušti státu Utah trefil krátce před pátou hodinou odpoledne.
Většina odebraných vzorků se uschová na lepší časy
Odtud už kapsle zamířila do Johnsonova vesmírného střediska v Texasu, kde se po sérii čištění, aby vzorky nebyly kontaminované, pustí do práce více než 200 vědců z 35 různých institucí.
Analyzovat je budou odhadem asi dva roky, přičemž doufají, že pochopí, jakou úlohu tyto asteroidy hrály při tvorbě života na Zemi. Na Bennu už jen z přeletů zjistili stopy zmíněných organických molekul a dokonce vody. Ke zkoumání dostanou ale jen čtvrtinu hornin.
NASA chce 70 procent zakonzervovat do budoucna, až bude lidstvo mít lepší technologie. Čtyři procenta pak získá Kanadská vesmírná agentura (CSA) za jejich přispění LIDARem, a půl procenta JAXA, která dříve za spolupráci na misi Hayabusa 2 také dala Američanům část svých vzorků.
„Co se naučíme při této misi, nejspíš revolucionizuje naše chápání objektů v raném období Sluneční soustavy. Těmi jsou i tyto asteroidy. Také to vyžadovalo hodně úsilí ve strojírenství, aby se taková mise vůbec mohla uskutečnit. Aby se dostala na orbitu a získala vzorek asteroidu, který má v průměru méně než 500 metrů, to byla extrémní výzva. A takovou technologii si s sebou poneseme do všech dalších planetárních misí - ať už průzkumů s roboty, nebo i s posádkou napříč Sluneční soustavou,“ dodává v reportáži SZ Tech znovu Michelle Thompsonová, která bude vzorky zkoumat.
A OSIRIS-REx mezitím čeká další cesta. Po vypuštění kapsle opět nastartuje motory a vydá se na novou misi k planetce Apophis. Ta se má v roce 2029 dostat k Zemi na vzdálenost jen 32 tisíc kilometrů, a to by ji už právě měla dostihnout i přejmenovaná OSIRIS-APEX. Tentokrát už nebude sbírat vzorky, protože nemá další kontejner. Přesto se k ní pokusí přiblížit, aby zjistila její podpovrchové složení. Zkoumat by ji měla asi 18 měsíců.
