:: ÚVOD
   :: IBT
   :: IAN 1-50
   :: IAN 50-226
   :: IAN 227-500
   :: RÁDIO
   :: PŘEKVAPENÍ
   :: BÍLÝ TRPASLÍK
   :: ASTRONOMICKÝ FESTIVAL
   :: BRNĚNSKÝ FOTOVÍKEND
   :: SOFTWARE

Mozilla Firebird - WWW BROWSER

Macromedia Flash - Vektorová grafika

Adobe Acrobat Reader - Prohlížee PDF souboru

 

256. vydání (8.6.2000 )

foto r. novak Tak si představte, že nám přestěhovali hvězdárnu! Ano je to k nevíře, ale přes diskuzní skupinu astrocs jsme včera dostali tuto zprávu od Martina Lojkáska, který přeměřil (dokonce pomocí přijímače GPS) polohu naší instituce. Zjistil tak, že se oproti údajům ve hvězdářské ročence liší o šestnáct vteřin ve východní délce. Kde je chyba? Vysvětlení je několik: Možná se tím konečně profláklo, že ovládáme techniky Davida Copperfielda a tu a tam o pár set metrů přestěhuje celý barák i s dalekohledy a u počítačových klávesnic spícími pozorovateli. Možná je to také artefakt z dob socialistického utajování, kdy vojáci hodlali zmást jaderné imperialistické hlavice namíření na kopuli planetária. (Ostatně na zmatky v mapách podobného původu ještě tu a tam narazíte.) V úvahu též přichází vysvětlení, že se naše poloha liší v závislosti na uvažovaném modelu naší šišaté planety, i když to by rozdíl nebyl tak velký. A pak je po ruce ještě jedna možnost: Jde o prachobyčejnou chybu, která se traduje celé roky a přepisuje z jedné knihy do druhé. Málokterý autor jde totiž až ku pramenům a ověřuje veškeré informace. (Jednoho takovém znám -- je jím Leoš Ondra, jehož záznam přednášky "Jak se rodí letní hvězdy" uveřejníme příští týden. Ten se pídí po skutečných originálech a člověk se pak nestačí divit, jak tu a tam nahlodá dříve pancéřová fakta.) Ale i když se podaří nějaký takový blud vyčmuchat, trvá celá léta, než zmizí i z knih, časopisů a Internetu. Jenom namátkou: Slunce v žádném případě není průměrná hvězda, nýbrž abnormálně zářivá i veliká. Nebo třeba z "kulinářského" prostředí: špenát v žádném případě není bohatým zdrojem železa. Pravověrným informátorům při psaní knih i článků tudíž nezbývá nic jiného, než nedůvěřovat ani těm největším autoritám a ověřovat a ověřovat a ověřovat...

Jiří Dušek

 

 

 

NEAR - Shoemaker má problémy

Jeden z vědeckých přístrojů sondy NEAR-Shoemaker vypověděl službu a byl zřejmě definitivně vypojen, oznámili to ve středu oficiální činitelé.

 Problémy s infračerveným spektrometrem se objevily už 13. května, kdy začal nečekaně zvyšovat spotřebu elektrické energie a přestal sbírat vědecké informace. Detektor byl odpojen a technici se pokusili analyzovat vzniklou situaci. V pondělí pátého června ho zhruba na jednu minutu zapnuli znovu, chyba však nadále zůstala. Proto se rozhodli vypnout ho natrvalo.

Ztráta spektrometru samozřejmě zarmoutila ty odborníky, kteří jeho prostřednictvím studovali mineralogické složení planetky Eros. Analyzoval totiž odražené sluneční světlo a leccos tak napovídal o poměrech na Erosu. Jenom malou útěchou je fakt, že od navedení na oběžnou dráhu 14. února tohoto roku, pořídil analyzátor 58 tisíc spekter a pokryl tak 60 procent povrchu tělesa. Ta nejlepší měření, za optimálního osvětlení, pak přinesl 13. února 2000, těsně před navedením sondy na oběžnou dráhu kolem planetky.

Závada se projeví především při studiu jižní polokoule Erosu. Všech pět vědeckých zařízení, včetně mnohokanálové kamery a rentgenového a gama spektrometru, který provádí chemický rozbor povrchu, je naštěstí v pořádku a alespoň z části nahradí nefunkční detektor.

Infračervený spektrometr není jediné zařízení na palubě Shoemaker-NEAR, které se dostalo do úzkých. Dvacátého pátého května díky nečekané události přestal pracovat i rentgenový/gama spektrometr. Do plného provozu se ho podařilo uvést až o čtyři dny později.

Sonda se nyní pohybuje ve výšce padesát kilometrů nad planetkou, sedmého července sestoupí na protáhlou dráhu, která ji zanese jenom 35 kilometrů daleko.

V poslední době Shoemaker-NEAR překvapila veřejnost především komponovaným záběrem, který se zařadil mezi nejkrásnější portréty malých těles sluneční soustavy. Zkonstruován byl z šesti snímků pořízených 29. února 2000 ze vzdálenosti dvě stě kilometrů, které počítačoví analytici nafitovali na počítačový model planetky. Vznikl tak nádherný a velmi ostrý výhled na severní polokouli Erosu (pokud se vůbec o polokouli u tak bramborovitého tělesa může mluvit). Ve spodní části v něm dominuje velké sedlo, úplně na vrcholu vám pak určitě neunikne i kráter o průměru 5,3 kilometru. Mezi oběma nápadnými útvary jsou zřetelné nápadné rýhy.

Jiří Dušek
Zdroj: John Hopkins University Applied Physics Laboratory News
 

Nebezpečné pády

Na Internetu se proslýchá, že při rozhodování o osudu Comptonovy gama observatoře sehrála významnou roli budoucnost ruské stanice Mir. NASA prý chtěla naznačit, jakou cestou pochodovat při likvidaci velkých umělých družic Země. Tu a tam jde totiž o velmi vážnou věc.

 Je to horké, těžké, vymkne se to kontrole, nadzvukovou rychlostí vlétne do zemské atmosféry a rozpadne se na stovky drobných projektilů od velikosti kulky z automatické pušky až po několik desítek kilogramů těžké závaží. A pokud se náhodou strefí někam na pevninu, zasype vražedným deštěm kovových úlomků o rychlosti několik set kilometrů v hodině až nečekaně velikou oblast. Ano, i tak vypadá smutný konec velkých satelitů, o které se pozemšťané přestanou starat. Pro příklady nemusíme chodit nijak daleko.

Přímo učebnicový je osud jediné americké orbitální základy Skylab, která vlastně představovala jeden modifikovaný prázdný stupeň nosné rakety Saturn o průměru sedm metrů, délce něco přes třicet a váze skoro devadesát tun. Obsluhu stanice zajišťovaly známé dopravní lodě Apollo.

Základna se na oběžnou dráhu ve výšce 430 kilometrů dostala v polovině května 1973 a přesto, že během startu utržila řadu velkých šrámů, včetně zničení tepelného krytu, jednoho panelů slunečních baterií (druhý se poté rozevřel jenom z části), podařilo se nakonec uskutečnit všechny tři plánované výpravy lidských posádek. Záběry v bílých ponožkách a černých tričkách pobíhajících astronautů snad netřeba ani připomínat. Specialisté se ale věnovali především řadě nejrůznějších experimentů: s unikátní observatoří sledovali Slunce, testovali chování materiálů v beztížném stavu, z dálky sledovali Zemi…

Skylab byl v provozu celkem 270 dní, z toho 171 v pilotovaném režimu. Bohužel celý projekt poznamenala tehdejší nedostatek financí přiškrcené NASA, takže po odletu poslední posádky v únoru 1974 byla vypojena veškerá aparatura a základna zůstala opuštěná. Samozřejmě s přáním se sem vrátit prostřednictvím tehdy připravovaného raketoplánu. Jeho dokončení se však neustále odkládalo.

Do osudu Skylabu zasáhla zvýšená sluneční aktivita, která vedla až k nečekanému zhoustnutí zemské atmosféry, resp. tzv. termosféry, která sahá do výše několika set kilometrů. Její hustota je sice milionkrát menší než hustota atmosféry u hladiny moře, nicméně i tak pomalu, ale jistě brzdí všechna do ní ponořená tělesa. Navíc se termosféra v době maxima nafoukne, až padesátkrát zhoustne, takže se v jejím vražedném dosahu ocitnou i poměrně vysoko zavěšené umělé družice.

 Od roku 1977 bylo zřejmé, že se brždění a tedy i sestup Skylabu zrychluje, a přestože bylo podniknuto několik pokusů o záchranu, včetně úvah o výpravě, jeho osud byl zpečetěn. V průběhu posledních hodin existence 11. července 1979 se řídící středisko pokusilo se stanicí udělat několik manévrů, které měly ovlivnit sebevražedný let atmosférou. Protože byly více méně úspěšné, Skylab zanikl nad Indickým oceánem, ale řada úlomků dopadla i do řídce osídlené západní Austrálie. Nikdo zraněn naštěstí nebyl, ale NASA dostala od představitelů městečka Esperance za způsobené škody účet na 400 dolarů.

Mnohem nepříjemnější byl skon špionážního satelitu Kosmos 954, jehož trosky dopadly do kanadské Arktidy. Družice patřila ruskému námořnictvu a na palubě s sebou nesla malý jaderný reaktor, který dodával energii výkonnému radaru. "Přístrojový modul družice pro radiolokační průzkum pohybu plavidel po oceánech měl tvar válce o průměru 1,30 metru a délce asi jeden metr a zůstával trvale spojen s posledním stupněm nosné rakety. Na něj navazoval asi šest metrů dlouhý urychlovací stupeň, v jehož přední části byl umístěn jaderný reaktor se stálým výkonem kolem 1 kW," uvádí se ve vynikající české encyklopedii Space 40.

"Reaktor obsahoval 37 palivových článků s celkem 31 kilogramy na 90 % obohaceného 235U. Vybaven byl destrukčním systémem, který v případě návratu do atmosféry zajistil rozpad reaktoru, aby na Zemi nedopadly radioaktivní zbytky a aby se nukleární palivo rozptýlilo v atmosféře. Urychlovací blok sloužil k převedení reaktoru na vyšší odkládací dráhu."

V době, kdy byl Kosmos 954 mimo dosah spojení s pozemními stanicemi došlo k dehermetizaci přístrojového úseku pravděpodobně v důsledku srážky s nějakým tělesem buď přirozeného nebo umělého původu. Palubní přístroje přestaly pracovat a družice se stala neovladatelnou. Kosmos 954 se po spirále nebezpečně přibližoval k zemskému povrchu a americká vláda začala podnikat tajné přípravy k omezení následků havárie.

Značným rizikem v tomto případě byly kusy paliva obsahující radioaktivní produkty štěpení. Zvláště 90Sr a 137Cs s poločasy rozpadu 28,78 let a 30,07 let. (Míra ohrožení při takové havárii pak závisí na tom, jestli reaktor pracoval a jak dlouho. Tím je dáno, kolik produktu štěpení se vyprodukovalo. Dále pak na tom, jak dlouho byl po vypnutí na oběžné dráze, než se vrátil do atmosféry, a kolik radioaktivních štěpných produktů se stačilo rozpadnout.)

 Není tedy divu, že Američané ustavili speciální tým, jenž měl trosky reaktoru zabezpečit na kterémkoli místě na světě. Tedy pokud by se strefily na pevninu. Sonda vlétla do hustých vrstev atmosféry v úterý 24. ledna 1978 a její trosky zasypaly zcela opuštěnou oblast v pásu dlouhém asi 800 kilometrů na území Kanady u Velkého otročího jezera (Great Slave Lake). Den poté začala nad oblastí letadla pátrat po stopách zvýšené radioaktivity, ale ještě před tím, než se podařilo něco objevit, narazili dva členové týmu při návratu do táboru na kráter s ohořelými kovovými úlomky. Jeden z nich se v rukavicí dokonce dotkl podivného předmětu.

Po návratu byli členové pátrací skupiny varováni, že se nemají k troskám přibližovat na menší vzdálenost než několik set metrů. Naštěstí nalezené trosky nebyly příliš radioaktivní, nebezpečné zbytky se podařilo lokalizovat až v následujících dnech a pouze jeden z nich měl výrazně vyšší radioaktivitu.

Pátrání pod krycím názvem "Morning Light" po troskách Kosmosu 954 trvalo několik měsíců, podařilo se nalézt řadu malých kráterů (největší měl průměr tří metrů a hloubku asi metr a půl) a Kanada nakonec Sovětskému svazu poslala účet na 6 041 174 dolarů a 70 centů, z nichž v průběhu následujících třech roků dostala asi polovinu.

Jako reakce na tuto nehodu byla změněna konstrukce sondy tak, aby mohlo být palivo odděleno od zbytku sondy, při neplánovaném návratu do atmosféry shořelo a na povrch nedopadly žádné jeho zbytky. Takový scénář se naplnil u Kozmosu 1402.

 Historie se opakovala počátkem roku 1983, kdy Reganova administrativa veřejně oznámila, že řídícímu středisku zřejmě vypověděl poslušnost Kosmos 1402, opět s jaderným reaktorem na palubě, který se nemohl dostat na vyšší oběžnou dráhu. Díky bezpečnostnímu zařízení se však palivo reaktoru se oddělilo od zbytku sondy, při vstupu do atmosféry zcela shořelo a na povrch nedopadly žádné jeho zbytky. Zvýšení radioaktivity v ovzduší nebylo zaznamenáno.

Kosmos 1402 spadl 23. ledna 1983 několik set kilometrů od ostrovu Diego Garcia v Indickém oceánu, nicméně veřejnost řady států celou událost vnímala se značnou hysterií (intenzivně masírovanou pojišťovacími společnostmi). Sovětský svaz nakonec snad pod vlivem "perestrojky" a uhasínání studené války zrušil lety špionážních satelitů s podobnými zdroji energie. Poslední špionážní družice s jaderným reaktorem letěla v roce 1988.

Americký kosmický program využíval jaderné zdroje energie hlavně pro meziplanetární výzkum Jednalo se výhradně o radioizotopové generátory. Jejich bezpečnostní filosofii komentoval kdysi v našich novinách v souvislosti s přehnanou hysterii kolem radioizotopových generátorů sondy Cassini Vladimír Wagner: "Na počátku svého používání byly radioizotopové zdroje konstruovány tak, aby při havárii a následném návratu do zemské atmosféry shořely. To se také stalo při havárii navigační družice Transit 5BN-3 v roce 1964. I na základě této zkušenosti se konstrukce zdrojů změnila a jsou dělány tak, aby přežily průchod atmosférou i následný náraz nepoškozeny a plutonium zůstalo hermeticky odděleno od okolního životního prostředí. Takže při druhé havárii družice s tímto zdrojem (Nimbus B-1 v roce 1968) byl nepoškozený zdroj nalezen v hloubce okolo 90 metrů u pobřeží Kalifornie a recyklované plutonium použito v další misi. V nepoškozeném stavu pravděpodobně dopadly, a to nejspíše do moře u chilského pobřeží, i radioizotopové zdroje ze sondy Mars 8. Pravděpodobně proto, že kvůli úsporám nevypluly v té době ruské sledovací lodě a telemetrie z poslední fáze letu chybí. Diky tomu byla přesnost určení dopadu zbytku sondy nedostatečná a zdroje nebyly nalezeny."

V Sovětském svazu se jaderné zdroje elektrické energie pro kosmické sondy využívaly převážně ve vojenském programu, údaje o programu byly pečlivě utajovány a i dnes jsou dost kusé a někdy rozporné. Na rozdíl od Američanů, kteří používali radioizotopové zdroje, využíval sovětský program až na několik výjimek malé jaderné reaktory. Američané sice malý jaderný reaktor pro kosmický výzkum také vyvíjeli, ale v roce 1972 byly tyto práce zastaveny. Na oběžnou dráhu poslali takové zařízení jen jedenkrát -- 3. dubna 1965. Na palubě experimentální družice SNAPSHOT to byl zdroj SNAP-10A, fungoval 43 dní a družice pak byla vyvedena na vysokou oběžnou dráhu, kde by měla vydržet tisíce let.

"V SSSR použili poprvé jaderné zdroje na vojenských komunikačních družicích Kozmos 84 a Kozmos 90, vynesených na oběžnou dráhu 3. a 18. září 1965. Na palubě měly radioizotopový zdroj, využívající izotop 210Po. Poločas rozpadu tohoto izotopu polonia je okolo 138 dní, takže aktivita radioaktivních zdrojů na družicích poměrně rychle vymizela," pokračoval na naši prosbu v zajímavém popisu Vladimír Wágner, na jehož stránce ostatně najdete další zajímavé informace.

 "Další použití jaderných zdrojů v SSSR je spojeno s programem špionážních družic pro sledování pohybu námořních lodí označovaným jako RORSAT. V něm se hlavně pro napájení radaru využíval malý jaderný reaktor, který používal uran vysoce obohacený izotopem 235U. Reaktor o hmotnosti 1250 kilogramů obsahoval 37 palivových článků o celkové hmotnosti paliva 31.1 kg. Jeho účinnost byla 2 až 4 procenta a elektrický výkon 3 až 5 kW. První družicí tohoto programu byl Kozmos 198 vypuštěný 27. prosince 1967. Stejně jako u Kozmosu 209 (22. březen 1968) se jednalo o jednodenní testy. Družice byly po splnění programu vyneseny na vyšší oběžnou dráhu, která by měla zajistit jejich pobyt na oběžné dráze v intervalu okolo 500 až 600 let. Pak od roku 1970 následovaly operační družice programu RORSAT, kterých bylo do 14. března 1988, kdy program skončil, vypuštěno třicet tři."

Navíc byla jedna z družic tohoto systému zničena krátce po startu 25. dubna 1973 a havárii. Nehoda postihla i již zmiňovaný Kozmos 954 a 1402. Ostatní sondy, vyjma Kozmosu 305, byly po ukončení své aktivní činnosti (nejdéle trvala 134 dní) vyneseny na oběžnou dráhu ve výšce 900 až 1000 kilometrů, což je doba, za kterou se většina radioaktivních štěpných produktů rozpadne. Jenom Kozmos 1900 se dostal do výšky 720 km.

"Kromě družic programu RORSAT byly v roce 1987 na oběžnou dráhu vyneseny dvě družice (Kozmos 1818 a 1867), které testovaly nový typ malého reaktoru TOPAZ I. Reaktor měl hmotnost 1000 kilogramů, tepelný výkon 150 kW, zlepšenou účinnost převodu tepelné energie pět procent a užitečný elektrický výkon 5 až 6 kW. Mohl pracovat celý rok. Opět se používal obohacený uran 235. Jako moderátor byl použit hydrid zirkonia. Radiační ochranu zajišťovalo stínění z hydridu lithia. Jako chlazení se používal nucený oběh tekutého kovu (slitina sodíku a draslíku). Vyvíjela se i zlepšená varianta TOPAZ II, jejíž konstrukce velmi zaujala odborníky z NASA, kteří dva kusy koupili a důkladně testovali."

 Vraťme se ale k nepříjemným pádům, tentokráte půjde o satelit LDEF-1 (Long Duration Exposure Facitility), který v dubnu 1984 vynesl raketoplán Challenger. Těleso o velikosti školního autobusu mělo testovat nejrůznější materiály a také techniku za dlouhodobého pobytu ve vesmíru, celkem se jednalo o 57 experimentů.

Výprava byla plánována na deset měsíců, ale vzhledem ke stálým změnám priorit raketoplánů se neustále prodlužovala až za rok 1985. V úterý 28. ledna 1986 však explodoval Challenger a veškeré starty americké flotily byly zastaveny. LDEF-1 pozvolna ztrácel výšku. Nejhorší bylo, že na palubě sondy nezůstaly žádné pohonné látky, takže řídícímu středisku nezbývalo nic jiného než sledovat jak zanikne v atmosféře. Nakonec se ale LDEF-1 dočkala: v poslední chvíli, 9. ledna 1990, jenom několik týdnů před definitivním koncem. Posádka Columbie satelit v kritické výšce 280 kilometrů zachytila dálkovým manipulátorem a uložila v bezpečí nákladového prostoru. Dvacátého ledna 1990 se tak celý experiment dostal zpět na Zemi. A ačkoli byl LDEF-1 konstruován pro vícenásobné použití, už nikdy do vesmíru neletěl.

Zhruba deset roků po smutném konci Skylabu se do stejných problémů dostal Saljut 7, který v dubnu 1982 dopravila na oběžnou dráhu ve výšce zhruba tři sta kilometrů osvědčená raketa Proton. Stanice vážila 19 tun, na délku měřila až šestnáct metrů a v maximálním průměru těsně nad čtyři metry. Běhen následujících roků se zde vystřídalo na třiatřicet kosmonautů, včetně francouzského a indického. Ačkoli byl stejné konstrukce jako osvědčený Saljut 6, řada technických problémů z něj udělala mnohem méně produktivnější základnu, takže byl v roce 1986 nahrazen zárodkem dnešního komplexu Mir. Už značně poškozený ho lidé naposledy navštívili v květnu téhož roku. Téměř dvacetitunovou stanici se stejně těžkým modulem Kosmos 1686 řídící středisko navedlo s posledními zbytky paliva na vyšší parkovací dráhu. Do hry ale opět vstoupila zvýšená sluneční aktivita: Saljut 7 začal klesat. Možnosti zachránit ho nepilotovanou dopravní lodí Progress Sověti nevyužili.

 Pozemní kontrola nakonec oznámila, že stanice zanikne někdy mezi druhým a dvanáctým únorem 1991. Nakonec se tak, bez jakékoli možnosti změny, stalo sedmého února v pět hodin našeho času. Saljut 7 prolétl jako ohromný bolid nad Jižní Amerikou. Středisko se sice pokusilo v poslední chvíli ovlivnit rozpad roztočením základny, její trosky však zasypaly rozsáhlou oblast Argentiny, asi čtyři sta kilometrů od Buenos Aires. Spousta z nich přitom spadla na městečko Capitan Bermudez. Opět ale nebyl nikdo zraněn.

Sprška železných projektilů v únoru tohoto roku pro změnu pokropila několik farem poblíž jihoafrického Cape Townu. Pozdější vyšetřování pak prokázalo, že celkově 318 kilogramů trosek pochází ze druhého stupně nosné rakety Delta 2, která v březnu 1996 vynesla na oběžnou dráhu jeden ze satelitů GPS. Konkrétně šlo o zbytky hlavní palivové nádrže a spalovací komory. Úplně stejná nádrž o váze 264 kilogramů přitom sebou žuchla i v lednu 1997 texaském Georgetownu. Jeden rodinný domek přitom minula o pouhých 45 metrů a rušnou silnici o 135 metrů. Podobné zprávy o nebezpečných pádech přitom v posledních rocích chodí i z jiných míst naší planety.

Na oběžné dráze dnes americké kosmické velitelství sleduje na devět tisíc různě velikých těles od velikosti softbalového míčku až po rozlehlé poslední stupně nosných raket. Dříve nebo později se strefí. Doufejme, že později.

Jiří Dušek
Zdroj: Space.Com, Space 40 a řada dalších. Autor děkuje dále Vladimíru Wagnerovi za poskytnutí celé řady velmi zajímavých informací.
 

Změny v rotaci Země a vývoj dráhy Měsíce

V minulém vydání jsme hovořili o vývoji rotace Země za posledních cca 2700 let, tj. za období, kdy máme dochovány záznamy o přímých astronomických pozorováních. Nepřímými metodami je však možné jít ještě daleko dále do minulosti; z rytmu růstu některých fosilií či mořských usazenin je možné určit takové veličiny jako je počet lunárních měsíců v roce či počet dnů v lunárním synodickém měsíci dokonce až v prekambriu (cca před 650 miliony let).

Obr. c. 1, vymena momentu hybnosti Tak např. podle Williamse (EOS, vol.70, no. 3, 1989), který zkoumal vrstvy v siltovcích a jemných pískovcích v Jižní Austrálii, obsahoval rok v té době 13,1 lunárních měsíců (oproti dnešním 12,4), přičemž každý lunární měsíc obsahoval 30,5 slunečního dne (oproti dnešním 29,53 dne), což dává 400 dní do roka (oproti dnešním 365); všechny tyto údaje jsou ovšem určeny se zhruba pětiprocentní nepřesností.

S rotací Země velice úzce souvisí dlouhodobý vývoj dráhy našeho nejbližšího souputníka -- Měsíce, neboť ten je dominantně ovlivněn slapovým třením. Právě prostřednictvím slapového tření dochází totiž k výměně momentu hybnosti mezi rotující Zemí a ji obíhajícím Měsícem. Mechanismus tohoto přenosu je zřejmý z prvního obrázku: přitažlivá síla Měsíce (M) působí na přivrácenou stranu Země (Z) více nežli na její odvrácenou stranu, což má za následek deformaci (tzv. slapové vzdutí) obecně netuhé Země směrem k působící síle. Podobný vliv, ale podstatně menší (zhruba poloviční) vykonává na Zemi též Slunce.

Slapové vzdutí se projevuje na Zemi nejmarkantněji střídáním přílivů a odlivů na mořském pobřeží (až několikametrové kolísání hladiny), ale způsobuje též podstatně menší (zhruba půlmetrové) periodické deformace zemské kůry, malé změny směru místních tížnic (několik setin obloukové vteřiny) či variace velikosti zemské tíže na jejím povrchu (nepřesahující 10-7násobek její celkové hodnoty), vše se zhruba polodenní periodou.

Pokud by Země byla ideálně elastickým tělesem, byl by směr vzdutí neustále totožný se směrem k působícímu tělesu a shora provedený výčet pozorovatelných změn by byl prakticky vyčerpán. Země ovšem takovým tělesem není; vzhledem k nezanedbatelnému tření jak oceánů o dna (zejména mělkých) moří, tak uvnitř viskózně-elastického pláště dochází vlivem rotace Země (která v současnosti předbíhá oběh Měsíce kolem ní) k unášení tohoto vzdutí vpřed o malý úhel epsílon, dosahující několika stupňů. Právě tento malý úhlový rozdíl mezi slapovým vzdutím a směrem k Měsíci (či Slunci) způsobuje vznik dodatečné dvojice sil (v obrázku označené šipkami), která zpomaluje rotaci Země. Stejný moment sil, avšak opačného znaménka, působí na Měsíc a urychluje jej ve dráze. Tím zvětšuje velikost velké poloosy jeho dráhy; z Keplerova zákona pak vyplývá, že zdánlivá úhlová rychlost oběhu Měsíce kolem Země se zmenšuje.

Podobný avšak menší vliv na zpomalování rychlosti rotace má Slunce (způsobuje pouze zhruba 20 % celkového efektu), a velice malý vliv se projevuje též v oběhu Země kolem Slunce. Pro úplnost dodejme, že tatáž dvojice sil způsobuje rovněž dlouhodobé změny ve sklonu osy rotace Země a měsíční dráhy k rovině ekliptiky. Celkový moment hybnosti soustavy Země-Měsíc-Slunce se přitom zachovává, dochází pouze k jeho přerozdělování mezi translačním a rotačním pohybem.

Obr. c. 2, zavislost delky dne na vzdalenosti Mesice od Zeme Jak již bylo konstatováno v předchozím článku, z astronomických pozorování za uplynulých 2700 let, zpracovaných Stephensonem a Morrisonem vyplývá, že den se prodlužuje rychlostí zhruba o 0,0017 s za století. Tato hodnota je v plném souhlasu též s moderními pozorováními parametrů orientace Země druhé poloviny tohoto století. Na druhé straně pak z teorie slapového tření dostáváme hodnotu poněkud větší (0,0023 s za století); této hodnotě též odpovídá slapové zpomalování Měsíce ve dráze (o 26" za století na druhou) či zvětšování poloosy měsíční dráhy (o 3,8 cm za rok), odvozené z téměř třicetiletých přímých laserových pozorování vzdálenosti Měsíce od Země (viz např. Williams, Newhall a Dickey v AGU Geodynamics Series 24, 1993). Rozdíl mezi pozorovaným a slapově vynuceným zpomalováním rotace Země je všeobecně přičítán pomalému zmenšování zploštění Země (a tedy zmenšování jejího polárního momentu setrvačnosti), způsobenému opožděnou reakcí viskózně-elastické Země na poslední odlednění polárních oblastí, které skončilo před cca pěti tisíci lety. Toto jakési navracení se zploštělé Země směrem ke kulovému tvaru bylo v posledních letech spolehlivě určeno z analýzy pohybu umělých družic Země, pozorovaných laserovými metodami. Odtud vyplývá dodatečné urychlování rotace Země, které se téměř přesně rovná právě zjištěnému rozdílu v prodlužování délky dne.

Jak ale vypadal v minulosti slapový vývoj soustavy Země-Měsíc na mnohem delším časovém intervalu? Především je nutné konstatovat, že současné hodnoty zpomalování rotace Země a vzdalování Měsíce od Země nemůžeme mechanicky lineárně extrapolovat do minulosti, neboť slapové síly nebyly v čase konstantní. Ty totiž především závisejí na proměnlivé vzdálenosti Měsíce od Země (jsou nepřímo úměrné její třetí mocnině, a byly tedy v minulosti podstatně větší nežli dnes), ale též na viskozitě zemského pláště a rozložení kontinentů, které nebylo v dávné minulosti stejné jako dnes. Problematice tohoto vývoje se v minulosti věnovala řada autorů; zde se budeme opírat zejména o poměrně nedávnou studii, provedenou Toumou a Wisdomem (Astron. J. 108, No. 5, 1994), ale i o některé práce staršího data. Z výpočtů vyplývá, že den byl v minulosti mnohem delší a Měsíc byl podstatně blíže Zemi nežli nyní. Vztah mezi délkou dne a velkou poloosou dráhy Měsíce je určen poměrně spolehlivě a je patrný z grafu na druhém obrázku, kde je velká poloosa dráhy a vyjádřena v jednotkách rovníkového poloměru Země R; zde nejsou prakticky žádné podstatné rozdíly mezi různými modely slapů.

Obr. c. 3, zavislost vzdalenosti Mesice na case

Naproti tomu je přesné časové měřítko vývoje poloosy dráhy Měsíce (a tedy i délky dne) dosti nejisté, protože je přímo závislé na znalosti velikosti úhlu epsílon (závisející hlavně na viskozitě zemského pláště a rozložení kontinentů a oceánů) a jejího vývoje v čase. Možný scénář je naznačen (včetně výhledu do budoucna) na obrázku číslo 3, kde nejistota v čase je dána dvěma křivkami, odpovídajícími dvěma různým použitým modelům. Je zřejmé, že značně nejistý je průběh vývoje právě v nejstarším stadiu vývoje (před více než miliardou let), kdy byl Měsíc velmi blízko u Země -- v té době bylo totiž slapové vzdutí podstatně větší nežli dnes a bylo doprovázeno značnými deformacemi, které se jen velice obtížně modelují.

Z uvedených grafů tedy např. vyplývá, že před 500 milióny let se Měsíc nacházel ve vzdálenosti zhruba 56 zemských poloměrů (oproti dnešním 60), a délka dne tehdy činila necelých 20 hodin. Před jednou miliardou let pak šlo o hodnoty (různé dle použitých slapových modelů) 46-51 zemských poloměrů a 14-16 hodin. V budoucnu naopak lze dle tohoto scénáře očekávat podstatně pomalejší vzdalování Měsíce od Země nežli tomu bylo v minulosti (slapové síly s časem slábnou) -- za 500 miliónů let bude vzdálenost Měsíce činit 62 zemských poloměrů a den se prodlouží na 26 hodin. Obecně lze říci, že délka dne má dlouhodobou tendenci se přibližovat oběžné době Měsíce kolem Země.

Současně s tím bylo zjištěno, že střední sklon zemského rovníku k ekliptice byl v počátečním stadiu vývoje (tzn. v době, kdy poloosa dráhy Měsíce byla menší nežli 30 poloměrů zemského rovníku) podstatně menší nežli nyní (okolo 10 stupňů oproti dnešním 23,5 stupně), přičemž jeho změny během jedné otočky uzlové přímky měsíční dráhy (amplituda hlavního členu nutace) dosahovaly až několika stupňů (dnes kolem 9 obloukových vteřin). V tomtéž období pak byl sklon dráhy Měsíce k ekliptice velice proměnlivý -- kolísal až v rozmezí od 0 do více než 20 stupňů (dnes je téměř konstantní a činí zhruba 5 stupňů).

Jan Vondrák
Zdroj: S laskavým svolením autora a vydavatelů zpravodaje Corona Pragensis.
 

NEXUS

Ačkoli se o tom vůbec nemluví, NASA počátkem roku 2005 vypustí do kosmického prostoru dalekohled větší než Hubble. Jmenuje se Nexus a jeho jediným úkolem bude otestovat řadu technologií, které dostane do vínku Kosmický teleskop nové generace, známý NGST.

 Podle dostupných informací je Nexus zhruba třetinovým modelem NGST vybavený zrcadlem o průměru dva a půl metru. Bude postaven ze stejných komponent jako nástupce Hubbla, dokonce ho technici zavěsí do Lagrangeova bodu L2, jeden a půl milionu kilometrů daleko od Země, směrem od Slunce. Přestože bude mít značnou sběrnou plochu, s žádnou vědeckou žní se nepočítá. "Jde o důležitý spoj mezi vyvíjenými zařízeními a definitivním vybavením NGST," komentoval projekt Richard Burg. "Cesta nebude v žádném případě jednoduchá." Nexus má proto vychytat jakékoli potenciální problémy, především pak se zrcadlem poskládaným z několika menších segmentů.

Protože dosud nebyly podepsány žádné dohody, není zřejmé, kdo celou sondu postaví. Pokud rozhodnutí padne v příštím roce, bude mít konstrukční tým k dispozici pouhé tři roky, což je zhruba polovina doby většinou potřebné k vývoji podobně komplexních misí. V provozu pak bude zhruba jeden rok.

Podobně je ale na tom i Kosmický dalekohled nové generace, který dostal po kladné zprávě komise americké Národní akademie definitivní zelenou. K dispozici je zatím jenom několik základních črtů: Vybaven bude zrcadlem o průměru osm metrů a převážná většina jeho detektorů se zaměří na infračervenou oblast elektromagnetického spektra. Podle současného harmonogramu se do vesmíru vydá v roce 2009. Co se týká konkrétní realizace, zakázku na pořízení observatoře dostaly dvě americké firmy: TRW a Lockheed Martin. Oba týmy mají k dispozici poměrně propracované modely, definitivní rozhodnutí o designu NGST ovšem nepadlo. V tomto případě se mluví o konci roku 2001.

Na rozdíl od HST bude nový dalekohled pobývat v bodu L2, mimo stín Země, ale také mimo rušivé infračervené záření přicházející z naší planety. Vzhledem k umístění také nebudou možné servisní zásahy raketoplánu či jiných člověkem řízených výprav. Jakákoli chyba se tedy stane nevratnou. "Musíme ho sem dostat v pořádku," komentoval situaci vedoucí projektu John Mather z Goddardova střediska kosmických letů. Lagrangovy body, jaké si gravitačně stabilní uzly v okolí Země, se však už několik desetiletí běžně používají k zavěšení specializovaných sond.

NGST si s sebou vezme rozsáhlý štít o velikosti tenisového kurtu, který ho ochrání před nepříjemným slunečním svitem. Na rozdíl od konvenčních dalekohledu nebo Hubblu totiž nebude jeho optika schována v neprodyšném tubusu. Ochranná plachta současně zajistí konstantní nízkou teplotu kolem padesáti kelvinů všech citlivých detektorů. Mezi ně bude zcela jistě náležet i Víceobjektový spektrograf, jenž zvládne v jednom okamžiku sledovat až šest tisíc objektů.

Vraťme se ale zpět k tajemné výpravě Nexus. Jediným "vědeckým" detektorem velkého dalekohledu za 200 milionů dolarů bude kamera se zorným polem menším než jedna úhlový minuta. A jak ostatně přiznal i Richard Burg, "její umístění si vynutili inženýři, nikoli vědci." Detektor se podívá jen na několik málo vybraných cílů, nicméně veškerá pořízená data budou poskytnuta astronomům. "Je těžké misi nějak rozšiřovat, aniž bychom měnili harmonogram dokončení NGST. Jde v první řadě o technologický experiment."

Jiří Dušek
Zdroj: Sky and Telescope News
 

© INSTANTNÍ ASTRONOMICKÉ NOVINY
...veškeré požívání a reprodukce se souhlasem
redakce...