Sobota, Listopad 18

K Plutu se blíží sonda New Horizons, která bere energii z jádra

K trpasličí planetě Pluto míří sonda New Horizons, která se dostane nejblíže k tomuto tělesu ze všech dosud vyslaných vesmírných sond. Nejblíže mu bude během průletu dne 14. července v 7:49:57, kdy vzájemná vzdálenost dosáhne přibližně 12 500 km. Bez radioizotopového termoelektrického generátoru vyvinutého ústavem Idaho National Laboratory by to však nebylo možné.

nh-sc-pluto-illustration
Umělecké ztvárnění průletu sondy New Horizons kolem Pluta. Zpoza trpasličí planety vykukuje její největší měsíc Charon. (Zdroj: NASA.gov)

Pozorování a zkoumání Pluta je ztíženo jeho malým poloměrem a velkou vzdáleností od Slunce. Objem této trpasličí planety činí jen 0,6 % objemu Země, takže dalekohledy je většinou viděna jako jediný bod, podobně jako hvězdy. Proto také vědci s napětím očekávají údaje a fotografie, které sonda New Horizons při svém průletu kolem Pluta získá. Kolem planety o rovníkovém průměru 2306 km (přibližně 18 % rovníkového průměru Země) proletí rychlostí 49 600 km/h. Vědecké přístroje však začaly zkoumat Pluto a jeho měsíce již tři měsíce před tím, než bude sonda k trpasličí planetě nejblíže, a zůstanou na ni zaměřeny i měsíc poté.

new_horizons_launch
Vzlet rakety Atlas V, která vynesla sondu New Horizons z gravitačního působení Země. (Zdroj: NASA.gov)

Raketa Atlas V se sondou New Horizons odstartovala 19. ledna 2006 z Kenendyho vesmírného střediska na mysu Canaveral. Jde o první kosmickou sondu, jejímž hlavním cílem je Pluto. Doposud jej všechny sondy míjely včetně obou Voyagerů. Dráha sondy Voyager 1 mohla vést poblíž Pluta, ale vědci se zaměřili na Titan, největší měsíc Saturnu. Voyager 2 podobně jako ostatní sondy neměl vhodnou trajektorii pro přiblížení k Plutu. Tímto bude dokončen základní průzkum nejvýznamnějších těles Sluneční soustavy a pozornost vědců se zaměří na objekty Kuiperova pásu, kde se nachází velké množství planetek, které jsou tvořeny především zmrzlými prchavými látkami jako amoniak, voda a methan a které jsou pozůstatky z počátku vývoje Sluneční soustavy.

nh-pluto-bw-series-7-6-2015_0
Snímky Pluta se se zkracující vzdáleností zpřesňují. (Zdroj: NASA.gov)

K zajímavostem Pluta nepochybně patří především jeho atmosféra. Jeho poloměr činí 1180 km, ale hranice atmosféry se nachází ve vzdálenosti přesahující poloměr Země. Díky tomu je hmota obou atmosfér přibližně srovnatelná, ač atmosférický tlak na povrchu Pluta dosahuje hodnoty až milionkrát menší než atmosférický tlak při hladině pozemského moře. Abychom mohli zažít, jaký atmosférický tlak panuje na Plutu, museli bychom vystoupat 42 až 80 kilometrů nad povrch Země. Atmosféra Pluta se skládá z prvků, které tvoří jeho vnější ledovou slupku – z dusíku, methanu a oxidu uhelnatého – a mění se v závislosti na vzdálenosti od Slunce. Ve větší vzdálenosti plyny mrznou a klesají k povrchu planety a když se planeta opět přiblíží ke Slunci a ohřeje se, plyny sublimují a doplňují atmosféru.

atmospheres
Porovnání velikosti atmosféry Pluta a Země. (Zdroj: NASA.gov)

Další zajímavostí je Plutův největší měsíc – Charon, který má průměr 1212 km (přibližně polovina průměru Pluta). Hmotný střed těchto dvou těles neleží uvnitř ani jednoho z nich, takže jsou označovány jako binární systém. Zbývající čtyři měsíce jsou o poznání menší a byly objeveny až v letech 2005 až 2012 (první z nich byl tedy objeven 75 let po objevení Pluta a 27 let po objevení Charonu). Vzdálenost mezi Plutem a Charonem je velmi malá, jen 19 571 km, a i přes to mají obě tělesa úplně jinou charakteristiku. Zatímco Pluto má bohatou atmosféru a najdeme na něm velmi „exotické“ ledy (zmrzlý dusík, methan, oxid uhelnatý), Charon je bez měřitelné atmosféry a jeho povrch tvoří pouze zmrzlá voda. Pluto má kamenné jádro, kdežto jádro Charonu je ve stejném poměru tvořeno vodou a kamennými materiály. Na Charonu také nenajdeme látky, které zbarvují Pluto do červena.

nh-pluto_charon_color_final
Kolorovaný snímek Pluta a Charonu pořízený sondou New Horizons 8. července 2015 ze vzdálenosti 6 milionů kilometrů. (Zdroj: NASA.gov)

Zdroj energie sondy New Horizons

Radioizotopový termoelektrický generátor zajišťuje elektřinu a teplo pro všechny přístroje na palubě sondy New Horizons, včetně kamer, spektrometrů a plynových a prachových detektorů. Tato zařízení mapují povrch Pluta a jeho měsíců, zkoumají jejich geologii a teplotu, složení atmosféry Pluta a vyhledávají další dosud neznámé měsíce této trpasličí planety.

Každý přístroj ale potřebuje určitou teplotu k tomu, aby mohl fungovat. V mezihvězdném prostoru se teplota pohybuje jen několik stupňů nad absolutní nulou, takže přístroje potřebují být zahřívány. K tomu slouží radioizotopové termoelektrické generátory, které využívají radioaktivního rozpadu k produkci tepla a elektřiny. Bývají označovány zkratkou RTG a podrobnější informace o nich naleznete v článku Princip RTG pohonů v kosmu.

hs-2006-15-b-full_jpg
Snímek Pluta a jeho měsíců pořízený v roce 2006 Hubbleovým teleskopem. (Zdroj: Hubblesite.org)

Vědci z amerického Idaho National Laboratory (INL) pracovali na zdroji energie pro přístroje, které splní svůj účel až po více jak devíti letech od vypuštění sondy. Tak dlouho totiž trvala cesta sondě k trpasličí planetě Pluto. Výzkum na téma RTG zdrojů byl v tomto ústavu zahájen v roce 2002 a v roce 2005 se zabývali zdrojem pro sondu New Horizons. V současnosti je tento ústav jedinou institucí ve Spojených státech, která vyvíjí pro agenturu NASA RTG zdroje. Spolupracoval také při přípravě RTG zdroje pro sondu Curiosity, která v současnosti zkoumá povrch Marsu, a již dnes připravují projekt další sondy, která má na povrchu Marsu přistát v roce 2020. V ústavu INL jsou RTG zdroje po naplnění palivem testovány, zda vydrží v nehostinných podmínkách panujících v kosmickém prostoru. Poté jsou odesílány do Kennedyho vesmírného střediska.

Časový rozsah projektů na průzkum vzdálených planet Sluneční soustavy asi nejlépe vystihne, když zmíníme, že sonda New Horizons vyrazila k Plutu, když bylo ještě považováno za planetu. Dorazí ale již k trpasličí planetě či plutoidu.

7-8-15_pluto_color_new_nasa-jhuapl-swri-tn
Snímek Pluta, který pořídila 7. července sonda New Horizons ze vzdálenosti 8 milionů kilometrů. (Zdroj: NASA.gov)

Další informace o využití jádra při průzkumu vesmíru najdete v těchto článcích:

Historie využití jaderné energie při kosmických letech

Vesmírné průzkumné mise napájené jádrem

Použití jaderné energie při průzkumu Marsu

 

Zdroj: NASA.gov, KPVI.com

 

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *