Európa dosiahla na Mesiac

25.11.2004

 

< Späť --     Úvodná stránka      -- Ďalší >



Mesiac, ako ho nepoznáte - odvrátená strana.
Poďakovanie:
Apollo 16, NASA, ESA


Vesmírna sonda SMART-1 urobila svoj prvý úspešný oblet okolo Mesiaca. Jedná sa o prvý významný milník medzi tzv. malými vesmírnymi projektmi prostredníctvom pokročilých technológií, čoho pochádza aj pomenovanie SMART (Europe's Small Missions for Advanced Research in Technology (SMART) spacecraft).
Počas letu k Mesiaci sa uskutočnilo niekoľko úspešných testov pre využitie nových technológií pre let do vesmíru.
Smart 1 dosiahla svoj prvý najbližší bod nad povrchom Mesiaca (mohli by sme povedať "perilunu") 15-ho novembra v 18:48 stredoeurópskeho času. Pol dňa pred týmto príletom boli zapnuté iónove motory sondy a dlhodobo pracovali na prevedení sondy do obehového režimu. Motory pracovali 4 dni bez prestávky a dokonca aj po tejto fáze sa zapínali na kratšie impulzívne korekcie. Tieto malé korekcie budú pokračovať aj naďalej a sonda sa bude pomaly blížiť k povrchu Mesiaca. Najbližší bod letu bude nad južným pólom vo výške  300 km, kým najvzdialenejší nad severným pólom vo výške 5000 km.
Hlavný test je vyskúšanie solárneho reaktívneho pohonu, pomocou ktorého sonda sa blíži k povrchu Mesiaca po špirálovitej trajektórii. Motory budú plánovanú trajektóriu udržiavať pomocou nového typu motorov, pomocou iónového pohonu (dĺžka neustále korigovanej trajektórie je 84 miliónov kilometrov - vzdialenosť medzi Zemou a Mesiacom je okolo 380 tisíc kilometrov). Vzdialenosť, po ktorú motory sú neustále zapnuté, alebo sú zapínané a vypínané podľa potreby sa dá porovnať dĺžkou medziplanetárneho letu a úspešnosť týchto manévrov dáva nádej na úsvit novej technológie v medziplanetárnych letoch.
Okrem nových motorov sonda testovala aj nový autonómny navigačný systém a navigačný software, ktoré sa budú na palube budúcich vesmírnych lodí pravdepodobne používať.
SMART-1 odskúšal tiež nový komunikačný systém navrhnutý pre komunikáciu z hlbokého vesmíru (deep-space communication), v rámci ktorých testovali prenos dát pomocou veľmi vysokých rádiových frekvencií. Vyšší kmitočet dovoľuje podstatne rýchlejší prenos údajov (údaje prenášané v digitálnej podobe sú limitované frekvenciou rádiových vĺn (viac kmitov za sekundu znamená väčší počet bitov prenesených za sekundu). Testovala sa tiež uskutočniteľnosť zameriavania sondy pomocou laserového lúča zo Zeme.
Počas letu sa testovali 4 miniatúrne zariadenia (AMIE kamera snímala na začiatku Zem a dve úplné zatmenia Mesiaca, infračervený spektrometer a dva ďalšie špeciálne prístroje XSM-X a D-CIXS). Miniaturizácia prístrojov hrá mimoriadnu úlohu vo výskumu vesmíru, nakoľko výrazne znižuje náklady dopravenia sondy na miesto určenia.
Približovacia fáza k Mesiacu bola relatívne pomalá. Sonda obletela Zem 332-krát a zapla svoje motory 28-krát, pričom motory pracovali celkom 3700 hodín. Nové motory spotrebovali z celkového množstva 82 kilogramov "pohonnej látky" k manévrom len 59 kilogramov. Motory pracovali mimoriadne dobre a Mesiac bol dosiahnutý skôr, než sa pôvodne predpokladalo.
Palivo, ktoré sa ušetrilo umožňuje znížiť plánovaný let nad povrchom (priblížiť sa k povrchu Mesiaca viac). Pozorovania budú zahájené v januári 2005 a po 6 mesačnom pozorovaní sa využije ušetrené palivo na prenesenie sondy na stabilnú obežnú dráhu. Zo stabilnej obežnej dráhy bude možné pokračovať v pozorovaní nad plánovanú dobu.



Čo je zvláštneho na iónových motoroch?

Treba si uvedomiť, že bežné raketové motory sú buď na pevné palivo, alebo na kvapalné palivo. Pevné palivo sa dá veľmi dobre prirovnať raketám používaných pri ohňostrojoch. Keď ich raz zapálite, vypnúť ich nemôžete. Telo pohonnej jednotky je naplnené tuhým palivom, ktoré zapálite na jednom konci a ten prehorí až na druhý koniec. Pri horení sa vytvára obrovské množstvo horúcich plynov, ktoré opúšťajú trysky rakety vysokou rýchlosťou a ženú raketu dopredu na základe zákona akcie a reakcie (zákonu zachovania hybnosti).
Motory s kvapalným palivom (skvapalnený vodík) sa ťažšie skladujú, manipulácia s nimi je podstatne zložitejšia (pri normálnej teplote kvapalný vodík vrie a odparí sa). Je tu podstatne viac problémov (vodík napr. veľmi ochotne preniká stenami nádob). Obidva typy raketové pohonu sú silne limitované rýchlosťou plynov, ktoré opúšťajú trysku. Pri chemickom horení táto rýchlosť je relatívne malá. Z toho plynie, že sa musí použiť veľa paliva, aby sa reaktívny pohon dokázal poprať s gravitáciou. Naviac musíte vynášať sebou aj palivo, ktoré zhorí až o niečo neskôr a toho musí byť tiež veľa (Saturn 5 použitý v programe Apollo bolo na rampe vysoké 105 metrov).

Iónový motor síce nie je schopný vyniesť (zatiaľ) raketu na obežnú dráhu z povrchu Zeme, ale vo vesmíre už dokáže dobre uplatniť svoje výhody. Iónový motor je tiež reaktívny. Nesiete zo sebou palivo, ale relatívne malé množstvo (SMART-1 len 82 kg). Atómy paliva sa ionizujú a pomocou elektrického zariadenia (v podstate urýchľovač) sa urýchlia skoro až na rýchlosť svetla. Ich reaktívna sila ženie sondu dopredu. Urýchľovač a ionizátor sa napájajú zo solárnych článkov, takže túto časť energie nie je treba vynášať na obežnú dráhu. Iónový motor môžete zapínať a vypínať podľa ľubovôle, materiál použitý na reaktívny pohon (xenón) nie je treba skladovať zvláštnym spôsobom ako vodík.



Prečo práve cesta na Mesiac?

Doslovne to samozrejme nie je NA Mesiac, lebo sonda nepristane na povrchu, bude "len" oblietávať Mesiac. Mesiac je mimoriadne zaujímavý objekt a z hľadiska života na Zemi taktiež veľmi dôležitý. Udržuje rotačnú os Zeme, kolísanie osi je podstatne menšie, než by bolo bez Mesiaca (v prípade Marsu, ktorý síce má dva mesiace ale príliš malé, dochádza občas k prehupnutiu osi). Prehupnutie osi Zeme by znamenalo, že rovníkové oblasti by sa mohli ocitnúť na póloch a polárne oblasti na póloch. Následky by boli nedozierne.
Taktiež nie je vyjasnená otázka, odkiaľ pochádza mesiac. Hustota Mesiaca je iná, ako hustota Zeme (hustota Mesiaca je len 3,3 g na cm3, kým v prípade Zeme je to 5,5 g na cm3). Zem má železné jadro, Mesiac ho nemá. Prvotné hypotézy, že Zem a Mesiac sa vytvorili zo spoločnej časti planetárneho mračna pred 4-5 miliardami rokov, možno považovať za vyvrátené. Najuznávanejšou hypotézou sa podobá vyprávaniu sveta Šuméranov (Enuma-eliš). Zem sa pravdepodobne zrazila s planétou veľkosti Marsu. Zrážka väčšiu časť planéty pohltila a začlenila do hmoty Zeme, ale časť kôry bola vyvrhnutá na obežnú dráhu okolo Zeme. Úlomky sa sústredili v relatívne veľkej vzdialenosti od Zeme a začalo sformovanie Mesiaca. Mesiac bol žeravou guľou (energia uvoľnená zo zrážky roztavila celý objem Mesiaca, ale podobne na tom bola aj Zem). Mesiac postupne vychladol, ale ukázalo sa, že jeho povrch bol v dávnych dobách skutočne celý roztavený. Slapové sily nastavili rotáciu Mesiaca okolo svojej osi tak, že ukazuje stále tú istú stranu k nám. Preto druhá strana Mesiaca je nám vizuálne neznáma (pozri obrázok vyššie).
Odvrátená strana Mesiaca dokazuje, že prítomnosť Mesiaca podporila uchovanie života na Zemi. Je podstatne viac posiata krátermi, než privrátená strana. Pri dopade asteroidu, či meteoru veľkosti niekoľko sto kilometrov v priemere sa uvoľní toľko energie, že oceány by sa odparili a na niekoľko tisíc rokov by vreli, sterilizujúc všetko, čo je na Zemi.
Otázok je teda veľa a očakávame odpovede aj na mnohé iné záhady. Môžeme teda povedať, Európa dosiahla na Mesiac -- konečne!


-AT-


< Späť --     Úvodná stránka      -- Ďalší >