Blíží se velké finále sondy Rosetta

V minulém článku jsme se podívali na začátek mise Rosetta a na složení jádra a komy komety 67P/Čurjumov–Gerasimenko. Jak ale vypadá povrch komety a co je pod ním? Vůbec prvním překvapením při počátečním přiblížení sondy k 67P byl tvar komety, kterému někteří přezdívají „kachnička“.

Proč má 67P dva laloky? Vznikly pomalou srážkou dvou těles v dávné minulosti, nebo rychlejší erozí materiálu v krčku? Měření ukázala, že správná je nejspíš první možnost. Útvary jako „útesy“ či „trhliny“ jsou na každém laloku jinak orientované, a navíc nebyla pozorována dostatečně zvýšená eroze v krčku.

Struktura houby na nádobí?

Samotný povrch komety je velmi rozmanitý. Na snímcích můžeme pozorovat útesy, trhliny, balvany i hladší nánosy prachu. Rosetta pořídila podrobné mapy a také se stala svědkem přeměny povrchu přímo před jejíma mechanickýma „očima“, jak se kometa blížila periheliu a prošla jím.

Odpařování plynů způsobilo formování nových povrchových útvarů, uvolnění a opětovné „sesuvy“ částeček prachu a výtrysky plynů, které Rosetta pozorovala z bezpečné vzdálenější dráhy.

Některé výtrysky byly dokonce natolik silné, že dočasně posunuly magnetické pole, které kolem jádra vzniká působením slunečního větru (proudu urychlených nabitých částic ze Slunce).

Tato absence pole, takzvaná diamagnetická kavita, však byla pozorována i v době mimo výtrysky, přičemž byla větší a dynamičtější, než vědci původně očekávali. Částečně přetrvávala až do letošního února, tedy půl roku po průchodu periheliem a po období nejvyšší aktivity komety. Příslušná studie vyšla velmi nedávno, 11. března 2016, v časopise Astronomy & Astrophysics.

Philae nám pomohl lépe určit strukturu komety blízko povrchu. Během experimentu MUPUS, který doslova zatloukl termální sondu do povrchu jádra, měřil přístroj SESAME-CASSE postup vzniklých zvukových vln – podobně jako když se na Zemi dělají seismická měření. Obdobný experiment byl zatím z jiných těles proveden pouze na Měsíci posádkou Apolla 17.

Data CASSE naznačují, že materiál komety je velmi porézní a nesoudržný. To je ale obtížně slučitelné s tím, že MUPUS měl potíže materiálem proniknout. Dosud probíhají další analýzy dat.

Radar CONSERT na palubě Rosetty provedl dálková měření. Jak ukazují získaná data, jádro zřejmě neobsahuje žádné velké „jeskyně“ a na škále metrů je poměrně stejnorodé. Nízká hustota komety je tedy způsobena porézním materiálem, který si můžeme představit jako houbu na nádobí – místo větších jeskyní se v něm nachází řada menších pórů.

Tomu nasvědčuje i nepravidelný tvar prachových zrnek, která pozorovaly přístroje COSIMA a GIADA. Ještě spolehlivější data ve prospěch tohoto výsledku dodala gravitační měření, při nichž se pečlivě sledovaly odchylky v dráze sondy.

Mnoho průběžných výsledků bylo představeno koncem září 2015 na Evropské planetologické konferenci (EPSC) v Nantes, kde měla Rosetta samostatný oddíl programu.

V říjnu si pak vysloužila i speciální číslo Astronomy & Astrophysics věnované pouze jejím výsledkům. Nejdůležitější objevy z celkem 46 článků shrnuje tisková zpráva časopisu. Nemůžeme zde zmínit zdaleka všechny; více informací najdete v tiskové zprávě nebo na blogu Rosetty.

Co čeká slavnou sondu do budoucna?

Mise Rosetta je zároveň nejúspěšnější evropskou kosmickou misí z hlediska popularizace vědy a aktivit Evropské kosmické agentury ESA. Na speciálním blogu se týden co týden objevují nové příspěvky, Rosetta se stala předmětem článků, filmů i 3D animací, přistání Philae v listopadu 2014 s napětím sledoval bezmála celý svět a kreslené obrázky sondy i přistávacího modulu se staly doslova ikonickými. Tým zodpovědný za popularizaci projektu dokonce získal prestižní Cenu Arthura C. Clarka.

Příběh Rosetty láká vědce i laiky. Jak se bude psát jeho konec?

Jeden z nejobtížnějších bodů mise a její úctyhodné završení čeká Rosettu koncem září 2016, kdy by se měla s kometou řízeně srazit. Ptáte se, proč by mise nemohla pokračovat ještě dál? Tou dobou už bude kometa tak daleko od Slunce, že solární panely přestanou sondu zásobovat dostatkem energie.

Rosetta by musela být uvedena do hibernace, v níž strávila i 31 měsíců z desetileté cesty ke kometě. Není jasné, zda by se sonda, vystavená náročným podmínkám během svého fungování i během hibernace, ze „spánku“ znovu probrala. Navíc by ani neměla mnoho paliva pro budoucí operace.

Začátkem října také kometa z pohledu pozemských pozorovatelů zajde za Slunce, a tak nějakou dobu nebudeme mít žádnou možnost komunikace se sondou. Už předtím bude Slunce blízko spojnice mezi Rosettou a Zemí, což bude dost komplikovat přenos dat. Kapacita antén Deep Space Network, které slouží ke komunikaci se sondou, je navíc omezená a velmi potřebná pro řadu jiných misí.

Proto se tým ESA rozhodl vytěžit ze situace to nejlepší a získat unikátní pozorování během sestupu Rosetty i při jejím přistání, respektive řízeném dopadu.

Nebude to však jednoduché. V posledních dvou měsících mise navede tým sondu na velmi protáhlou eliptickou dráhu s průlety i pouhý kilometr nad kometárním jádrem. Můžeme se tak těšit na další záplavu dat i fantastické snímky. Odtamtud bude Rosetta navedena na pomalou kolizi s kometou. V této fázi bude anténa Rosetty směřovat k Zemi, takže bychom měli nepřetržitě přijímat data ze sestupu.

Vědci však neočekávají, že by Rosetta dokázala sbírat data a vysílat i po dopadu. Sonda nebyla stavěná na přistání a je pravděpodobné, že některé její části, zvlášť rozměrné solární panely nebo některé vědecké přístroje, impakt nepřežijí.

I kdyby zůstala nepoškozená, může přistát v málo osvětleném regionu a přijít tak o svůj zdroj energie, skončit se špatně namířenou anténou nebo „vzhůru nohama“. 30. září 2016 tak Rosetta završí svou zatím velice úspěšnou misi – a závěr to bude stylový!

Jak se měří kometa?

Vědci obvykle chtějí studovat celou řadu vlastností vesmírných objektů – třeba jejich složení, strukturu, povrchové útvary, gravitaci, magnetické pole, prachové částice a plyny v okolí… Není tedy divu, že kosmické sondy k jiným tělesům bývají vybaveny mnoha různými přístroji. Rosetta a Philae rozhodně nejsou výjimkou.

Na obrázku výše jsou znázorněny přístroje Rosetty. Pojďme si je krátce představit. Pokud jste občas sledovali krásné nové snímky komety 67P, dívali jste se na obrázky z kamer OSIRIS.

Již dávno však nejsme omezeni jen na pozorování ve viditelném světle. Například spektrometr ALICE zkoumá v ultrafialové části spektra, z jakých plynů se skládají koma a ohon komety. Dokáže určit také složení povrchu jádra. MIRO analyzuje množství různých plynů pro změnu v mikrovlnném oboru spektra.

Informace o plynech v blízkosti jádra a v nich probíhajících reakcích pak doplní hmotnostní spektrometry a tlakové senzory přístroje ROSINA. Právě ROSINA přinesla data o poměru vodíku k deuteriu v kometární vodě.

Teplotu povrchu a dodatečné informace o jeho složení i o plynech v komě pak poskytuje spektrometr VIRTIS, jenž využívá viditelné a infračervené záření.

O nitru komety nám leccos napověděl přístroj CONSERT, který k jádru vysílá rádiové vlny a sleduje jejich odraz a rozptyl. Aparatury COSIMA a GIADA měří řadu vlastností prachu v okolí jádra – složení, množství, hmotnost… Především aktivitu komety a její interakci se slunečním větrem zkoumá soubor přístrojů RPC.

Konečně RSI měří (na základě posunů rádiového signálu při komunikaci se Zemí) drobné odchylky v oběžné dráze sondy, způsobené nerovnoměrným gravitačním polem komety. To nám může napovědět hodně o její vnitřní struktuře.

Zatímco Rosetta svými rozměry na každou stranu značně převyšuje průměrného člověka, přistávací modul Philae je velký zhruba jako větší pračka. Na palubu se ale muselo vejít mnoho přístrojů, které navíc musely projít ještě náročnějšími testy, aby se zajistilo jejich hladké fungování v nelehkém prostředí na kometě.

Detailní snímky povrchu z fáze sestupu, které jste mohli vidět, pořídila kamera ROLIS. CONSERT na palubě Philae spolupracoval se svým protějškem na mateřské sondě při zkoumání vnitřní stavby komety. Spektrometr APXS měl určit složení komety těsně pod povrchem.

Úkolem šestice drobných kamer a spektrometru ÇIVA bylo snímkovat povrch a dále se zaměřit na jeho odrazivost, složení a zrnitost. Analyzátory uvolňovaných plynů COSAC a PTOLEMY studovaly plynné molekuly unikající z komety. Činnost tří právě zmíněných přístrojů silně závisela na vrtáku SD2, který pro ně měl zajistit vzorky.

MUPUS se svou sondou pronikající pod povrch měl za úkol změřit mechanické a tepelné vlastnosti jádra. Na jeho činnost se zprostředkovaně vázal i přístroj SESAME, respektive jeho část CASSE zabývající se tím, jak se v jádru šíří zvukové vlny od proniknutí sondy MUPUS.

Další části SESAME zkoumaly elektrickou vodivost a dopadající prach. Nakonec magnetometr ROMAP měl studovat magnetické pole a interakci komety se slunečním větrem.

Horní obrázek: Kreslené postavičky znázorňující sondu Rosetta a její přistávací modul Philae. Zdroj European Space Agency, kredit a © ESA, ořez Jan Kolář.