:: 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

 

407. vydání (4.3.2002 )

Fotomotaz T. Havlik Není to tak dávno, co jsem na nejmenované zastávce jedné rušné ostravské křižovatky vyhlížel tramvaj. Právě se nádherně vyjasnilo a jen nad západním obzorem visel závoj těžkých mraků. Čekání na tramvaj je činnost, při které se nedá dělat nic zas až tak tvůrčího, snad jen kopat do kamínků, pozorovat okolní svítidla a vyhlížet tramvaj. No a pak jsem jej uviděl, asi stupeň nad obzorem, byl obrovský a krvavě rudý, hlavně ta barva byla zarážející, skoro tak červená jako sovětská hvězda nebo červené semafory všude okolo. A kdo, že byl tak velký a rudý? Samozřejmě, že náš vesmírný soused Měsíc, teď pouhý jeden den po úplňku. Byla to fantastická scenérie, neb vycházel přímo nad ostravskou chemičkou. Jako kýčovitý úvodní záběr z filmu "Ocelové město" od Julese Verna. Skoro by se hodilo říct, že měl minimálně půl metru v průměru, tak strašlivě byl obrovský a dokonale krvavý.

Ihned jsem napsal sms zprávu "koukněte na Měsíc, hned" a rozeslal ji několika kolegům. Tramvaj přijela a odjela a já s ní, pak už jen místy mezi domy a stromy obdivoval postupně se zjasňující a barvu ztrácející měsíční kotouč.

V tu chvíli se mi začali po telefonu ozývat lidé které jsem na tento, alespoň pro mne, nádherný úkaz upozornil, co jako, že má být vidět. "No přece krásný, velký a krvavý" volal jsem do sluchátka, sice si mně lidé začali podivně prohlížet, ale nevadí. Kolega Lukáš dokonce vyběhl někam ven a sděloval mi, že on na Měsíci zatím nic zajímavého nevidí, neboť mu Měsíc v Praze zatím nevyšel. Zatímco já jsem byl z pohledu nadšen, reakce ostatních byly vesměs chladné.

Nu a pak mně to napadlo, chemička nemusí být jen nástrojem na výrobu umělé hmoty a léčiv, ale díky "sarjajtům", které nepřetržitě vypouští do ovzduší může čas od času nevědomky "zkrášlit" či spíše přibarvit i dění na obloze. Je pravda, že takováto zkrášlování, nejen oblohy si většinou radši nechám ujít, ale stejně by mně zajímalo co to vypouštěli tentokrát. Takže až se někdy budete chtít podívat na něco chemicky krásného, zkuste třeba takový východ Měsíce nad chemičkou.

Tomáš Havlík

 

 

 

Pioneer 10: The Neverending Story -- začátek

Už je to třicet roků, co se do vesmíru vydala americká sonda Pioneer 10. Tento seriál je nejen malým ohlédnutím za počátkem její věčné pouti, ale též pokusem o shrnutí odkazu podivuhodné mise.

Pioneer 10 se naposledy podařilo kontaktovat v sobotu 2. března tohoto roku. Na počátku byla sekvence příkazů odeslaná prostřednictvím sedmdesátimetrové antény v kalifornském Goldstone v pátek prvního března. O 22 hodin později zachytili technici sítě Deep Space Network ve španělském Madridu patřičnou odezvu. Sonda se v té chvíli vyskytovala ve vzdálenosti 79,7 astronomické jednotky.

Podle dostupných informací je Pioneer 10 v dobrém stavu. Palubní zdroj elektrické energie dodává napětí 26 voltů, sonda je velmi chladná, na většině míst pod úrovní měřitelnosti tepelných čidel. Podařilo se také přečíst údaje z jediného vědeckého experimentu, který je ještě v provozu -- Geigerova detektoru. Jeho úkolem je monitorovat intenzitu kosmického záření a číhá na to, kdy observatoř dorazí k tzv. heliopauzey, kterou vyfukuje sluneční vítr v okolním mezihvězdném prostředí.

 

 Před startem

Poté, co byly technicky zvládnuty problémy s kosmickými výpravami k sousedním planetám, mohla NASA začít reálně uvažovat o výpravě ke vzdálenějšímu cíli -- Jupiteru. V druhé polovině 60. let dvacátého století se začalo hovořit o možnosti tzv. Velké cesty sluneční soustavou ("Grand Tour"). Předchůdcem velkých, komplexních a tedy i drahých sond pro tuto příležitost se měla stát dvojice jednodušších, mnohem levnějších průkopníků.

Program Apollo vstupoval do finále, k úsporným opatřením v kosmonautice ještě nedošlo a NASA měla vcelku volnou ruku k zahájení nových programů. Proto se rozhodla zadat projekt na sondy k Jupiteru výzkumnému středisku Ames Research Center.

Proč ne proslulým Jet Propulsion Laboratory? Tým v Ames měl bohaté zkušenosti s malými sondami Pioneer 6 až 9, které se osvědčily na meziplanetárních drahách. Naopak v lépe vybavené a rozsáhlejší JPL se soustřeďovali spíše na komplikovanější projekty -- v té době především na sérii sond typu Mariner a předpokládalo se s naprostou samozřejmostí, že budou řídit i program Voyager (což tehdy byly universální sondy pro výzkum sluneční soustavy, včetně pozdějšího Vikingu, s nímž se počítalo pro rok 1973) včetně sond pro Velkou cestu.

Bruce Murray, tehdejší šéf JPL vzpomíná, že když se roku 1970 sešel v Pasadeně tým pro upřesnění koncepce "Velké cesty", nedaleko od nich -- v Redondo Beach -- už firma TRW Inc. pracovala na letovém exempláři sondy Pioneer 10 k Jupiteru pro Ames. Na okraj poznamenávám, že Velké cestě bylo odtroubeno počátkem roku 1972 ještě dřív, než Pioneer 10 odstartoval a název Voyager přešel později na sondy Mariner/Jupiter-Saturn, které ji částečně nahradily.

 Zkrátka: "konkurenční" Ames Research Center dostalo zakázku na jednodušší sondu a naopak do pravomoci JPL byly převedeny studie na složitější sondu Pioneer/Jupiter/Orbiter, která se měla stát první družicí Jupiteru (nakonec rovněž zrušený projekt). S objednávkou studie a poté realizace prvních sond k Jupiteru se šéf Ames obrátil na firmu TRW Inc. v Kalifornii.

Mám před sebou výsledek: originál zažloutlého a již zčásti nečitelného (ale o to vzácnějšího) výtisku Final Report "Study of Pioneer Missions to Jupiter", datovaného 25. 10. 1968. Studie o rozsahu téměř 600 stran vychází z koncepcí sond Pioneer 6-9 a zkušeností s umělými družicemi, vše samozřejmě z laboratoří TRW. S ohledem na kapacitu nosné rakety byla uvažována hmotnost do 250 kilogramů, z toho cca 10 procent mělo připadat na přístroje. Klíčovou otázkou bylo, jaké zvolit zdroje energie. Uvedená studie diplomaticky nevylučuje klasické panely slunečních baterií s tím, že by ve vzdálenosti Jupiteru byly schopny produkovat maximálně 69 W (což bylo pochopitelně velmi málo). Avšak jednoznačnou přednost dává nukleárnímu zdroji a několik desítek stránek pádných argumentů nakonec zabralo.

 

Konstrukce a vybavení

Technická koncepce byla skvělá -- relativně levná a co nejjednodušší. Tak, aby bylo možno garantovat co nejdelší životnost v extrémních, v mnoha ohledech neznámých podmínkách. Počítalo se i s ochranou proti částicím kosmického prachu a zvýšené radiaci u Jupiteru -- což se ukázalo jako prozíravé. I když pak ozáření bylo několikanásobně vyšší, než se předpokládalo, přístroje to vydržely.

Charakteristickým rysem konstrukce sondy byla pevná parabolická anténa o průměru 2,74 m. Pod ní byl zavěšen přístrojový úsek ve tvaru šestibokého hranolu o výšce 0,35 metru a délce hrany 0,7 metru. K jeho jedné stěně pak byl připojen menší blok s vědeckými přístroji. Na šestimetrovém výklopném nosníku bylo umístěno čidlo magnetometru, na dvou kratších byly zavěšeny radioizotopické generátory elektrické energie.

Prosazení tohoto nukleárního zdroje energie bylo tehdy velkým krokem vpřed -- až nyní umíme docenit jeho význam. Bez něho bychom si sondu po třech desetiletích určitě nepřipomínali. Ve své studii navrhovala TRW dvě varianty, které byly dostupné. Generátor SNAP-27 byl primárně určen pro měsíční laboratoř ALSEP a jeho vývoj ještě probíhal, první exemplář SNAP-19 byl již hotov a v květnu 1968 výrobcem (Martin Marietta) expedován k montáži do meteorologické družice Nimbus B. V průběhu roku 1969 bylo rozhodnuto: energii pro Pioneery budou dodávat 4 radioizotopové termoelektrické generátory SNAP-19. Teplo, uvolňované rozpadem plutonia-238 se přeměňuje polovodičovými termočlánky (PbTe/slitina Te, Ag, Ge a Sb) na stejnosměrný proud, který je čtyřmi měniči převáděn na střídavý proud, poté transformován a nakonec usměrněn na stejnosměrné napětí 28 V. Počáteční výkon byl 155 W, u Jupiteru 140 W a po pěti letech služby měl poklesnout na 100 W.

Kresba NASA

Malým zázrakem se jeví zdvojený telekomunikační systém s permaktrony o výkonu jen 8 W, pracující v pásmu S (tj. 13 cm, 2,110/2,292 GHz). Vysílače i přijímače bylo možné přepojit povelem ze Země a poprvé tu bylo použito nouzového přepojení -- v případě, že povelový přijímač po jistou dobu nepředal palubnímu počítači žádnou zachycenou zprávu byl automaticky zapojen záložní přijímač. Povely se na sondu vysílají rychlostí 1 bit/s (povelový systém byl schopen zpracovávat 73 různých povelů pro vědecké přístroje a 149 pro vnitřní systémy sondy), informace ze sondy se vysílaly jednou z osmi rychlostí v rozsahu 16 - 2048 bit/s (dávno už samozřejmě jsme na spodní hranici).

Rotací stabilizovaná sonda o celkové hmotnosti 259 kg nesla 27 kg paliva pro tři páry raketových motorků ke korekcím dráhy, orientaci a stabilizaci v prostoru a dále 33 kg vědecké aparatury -- 11 přístrojů se spotřebou jen 24 W pro výzkum Jupiteru, měření magnetických polí, slunečního větru, kosmického záření a kosmického prachu.

Následující přehled uvádí přístroje v pořadí, jak byla ukončena jejich činnost:

  • čtyři Ritchey-Chretienovy dalekohledy (neskanovací) pro detekci meteoroidů a příp. planetek (vypověděly poslušnost jako první hned po průletu kolem Jupiteru v prosinci 1973);
  • trojosý héliový magnetometr s citlivostí 2,5 nT (selhal v říjnu 1975);
  • dvoukanálový infračervený radiometr (14 - 25 a 19- 56 mikrometrů) selhal v lednu 1976;
  • impaktní plynový detektor mikrometeorických částic o hmotnosti až do 1 nanogramu (vypojen v říjnu 1980 vzhledem k tomu, že při nízké teplotě přestal být citlivý);
  • rastrující fotopolarimetr pro pořizování snímků Jupiteru a zodiakálního světla ve dvou barevných kanálech (390 - 490 nm a 580 - 700 nm). Sonda neměla možnost tříosé orientace v prostoru a proto se k vytvoření obrazu využívalo rotace sondy a natáčení senzoru vůči ose rotace. Přicházející světlo se štěpilo polarizačním hranolem a dva takto získané paprsky procházely dvěma barevnými filtry -- červeným a modrým -- a poté byly registrovány citlivými fotonásobiči. Výsledný barevný obraz byl získán až v pozemských počítačích přidáním doplňkové barvy. V říjnu 1991 se na aparatuře projevily první mechanické závady, ale vypojen byla až v říjnu 1993 z úsporných důvodů.
  • soubor 5 detektorů pro registraci nabitých částic (radiační pásy Jupiteru, kosmického záření) byl vypojen v listopadu 1993 z úsporných důvodů;
  • analyzátor plazmatu, byl vypojen v září 1995 z úsporných důvodů;
  • ultrafialový fotometr (20 - 80 nm); vypojen z úsporných důvodů v období 1996-98;
  •  soubor 3 polovodičových detektorů kosmického záření; totéž
  • detektory pro měření složení a energetického spektra nabitých částic -- hlavní teleskop registroval protony o energiích 3 -- 68 MeV a byl schopen rozlišit prvky od vodíku až po kyslík. Zařízení bylo vypojeno až r. 1999 z úsporných důvodů,
  • teleskop Geigerových-Müllerových počítačů pro měření kosmického záření o hmotnosti 1,64 kg. Sestává ze sedmi malých Geigerových trubic (skleněných, plněných plynem), registrujících intenzitu, energetické spektrum a úhlové rozložení protonů o energiích nad 5 MeV a elektronů nad 40 keV. Aparatura University of Iowa je od srpna 2000 posledním fungujícím vědeckým zařízením na sondě a její příběh by si zasloužil literární zpracování. Byla postavena a využívána týmem prof. J. van Allena, který podobným přístrojem na první americké družici Explorer 1 objevil roku 1958 pásy zvýšené radiace kolem Země. Až do léta 1998 dostával pan profesor, kterému je už 86 let (narozen 1914), pravidelně každých 14 dní záznamy měření o celkové délce nejméně čtyři hodiny! Měření však pokračovala sporadicky dál, např. za období od 28. 4. do 19. 5. 2001 byla získána data v čistém čase dvou hodin -- od srpna 2000 výrazně poklesla intenzita kosmického záření a je nyní na úrovni 77 % maxima z přelomu let 1998-99. Pioneer 10 tedy zůstává dosud pod primárním vlivem sluneční aktivity.
  • (pokračování)
Marcel Grün
 

Neutronová čtyřka

U jinak tuctového pulsaru B1257+12 existují nejméně čtyři planety. Jak asi vypadají?

 Objev planety mimo sluneční soustavu už nikoho nepřekvapí. V našich análech máme k dispozici několik desítek kandidátů a čím dál tím fikanější prohlídky jejich počet dále zvětšují. Málokdo však ví, že úplně první tělesa tohoto druhu nalezli astronomové na zcela netradičním místě: v okolí rychle rotujícího, milisekundového pulsaru, asi tisíc světelných roků daleko směrem do souhvězdí Panny.

"Skupina britských radioastronomů ze známé observatoře Jodrell Bank, vedená Matthew Bailesem, ohlásila v srpnu 1991 objev tělesa o hmotnosti desetinásobku hmotnosti Země, které doprovází pulsar PSR 1829-10," popisuje 'objev' prvních exoplanet Zdeněk Pokorný v připravované publikaci Zlaté století astronomie. "Musí to být tedy exoplaneta; obíhá s periodou 184,4 dne po zcela kruhové dráze ve vzdálenosti 100 milionů kilometrů. Nikoho tenkrát nezarazilo, že oběžná perioda činí téměř přesně polovinu (pozemského) roku.

"V lednu 1992 však přišla studená sprcha: Andrew Lyne a Matthew Bailes v časo-pisu Nature oznámili, že exoplaneta ve skutečnosti neexistuje. Odhalili totiž na první pohled zanedbatelnou chybu v počítačovém programu pro zjišťování skutečné periody pulsarů, který se používal na observatoři v Jodrell Banku. Jednou ze základních redukcí při výpočtu periody je převod času příchodu impulsů na těžiště sluneční soustavy. Protože jde o relativně nepatrnou korekci, programátoři nahradili eliptický pohyb Země pohybem kruhovým (jako za Koperníkových časů). To je sice v naprosté většině případů přípustné zjednodušení, ale zde to vedlo ke komplikaci. Poloha pulsaru PSR 1829-10 byla zatížena nezvykle velkou chybou. Jelikož zpřesňování polohy je iterační proces, do něhož vstupuje pozorovaná (neopravená) délka periody impulsů, vznikl tak uměle periodický člen o délce téměř přesně rovné polovině roku -- a na svět přišla fiktivní planeta.

Někteří astronomové ještě před odvoláním tohoto 'objevu' zpochybňovali výsledek poukazem na to, že je absurdní, aby po výbuchu supernovy kolem zhroucené neutronové hvězdy obíhala nějaká planeta. Jako by se potvrzoval dávný výrok Arthura Eddingtona, že člověk nemá věřit žádnému pozorování, pokud ho nemá teoreticky objasněno.

Nevíme, zda Andrzej Wolszczan a Dale Frail znali tento výrok, nicméně ani Eddingtonova autorita by jim určitě nezabránila publikovat sdělení, že kolem jiného pulsaru -- PSR 1257+12 v souhvězdí Panny -- se jim podařilo stejnou metodou (ale za použití jiného výpočetního programu) prokázat cyklické změny v délce im-pulsní periody. Tyto změny se opakují s periodou 67 a 98 dnů. To lze objasnit obíháním dvou exoplanet o hmotnostech jen několikanásobně větších než má Země ve vzdálenostech asi 50 a 70 milionů kilometrů od neutronové hvězdy (jsou od ní tedy přibližně stejně daleko jako je Merkur vzdálen od Slunce).

Wolszczanovo a Frailovo sdělení vyšlo shodou okolností také v časopisu Nature, ale o týden dřív než odvolání předchozího 'objevu'. A kupodivu nikdo již toto pozorování nezpochybňoval, i když počáteční reakce byla rezervovaná.

Za to, že se podařilo takové objekty nalézt na takovém místě, vděčíme jedné z vlastností neutronových hvězd: Některé z nich k nám s železnou pravidelností posílají krátké rádiové záblesky. A jelikož je perioda těchto pulsarů velmi přesně definována, můžeme v jejich okolí objevit i relativně malá tělesa. Při společném oběhu kolem těžiště totiž s neutronovou hvězdou cloumají, čímž způsobují měřitelné změny v rytmu sledovaných pulsů. Mírně je urychlují a samozřejmě zase zbržďují.

Metoda hledání planet v okolí neutronových hvězd má tudíž stejný základ jako při vyšetřování jiných stálic. V jejich případě totiž astronomové pátrají po pravidelných změnách radiální rychlosti, kdy se spektrální čáry zdroje posouvají do krátkovlnné a poté zase dlouhovlnné oblasti spektra.

Rozdíl je jediný: U pulsarů je tahle metoda výrazně citlivější. U běžných stálic zatím funguje pouze u dostatečně hmotných planet, proto se zatím podařilo nalézt pouze tělesa hmotnější než padesát Zemí. Naopak u neutronové hvězdy PSR B1257+12 astronomové identifikovali hned tři objekty s minimální hmotností 3,4, 2,8 a 0,015 Země. (Jelikož neznáme sklon roviny oběhu k zornému paprsku, tj. spojnici Slunce-pulsar, bude jejich hmotnost nejspíš o něco větší.)

Ještě podivuhodnější je však zpráva, že v okolí PSR B1257+12 existuje ještě jedno těleso. Aleksander Wolszczan, jenž objevil první tři planety, totiž před nedávnem oznámil, že na základě jedenáctiletého pozorování s radioteleskopem v Arecibu u neutronové hvězdy existuje ještě čtvrtá planeta. Její minimální hmotnost činí 0,005 Země, tedy třetina Měsíce, a pohybuje se po výstředné dráze s periodou oběhu 3,5 roku.

Velkou záhadou však zůstává, kde se tyto planety vlastně vzaly. Neutronové hvězdy totiž vznikají zhroucením vnitřku velmi hmotných hvězd při výbuchu supernovy, takže původní planetární soustava -- pokud zde vůbec nějaká existovala -- při takové události vzala za své. Objevená tělesa se tedy kolem pulsaru, který se otočí 161krát za sekundu, musely zformovat až explozi hvězdy. Proč a jak však není zatím vůbec zřejmé.

I když se planety v okolí neutronových hvězd hledají docela snadno, zatím se podařilo nalézt jenom dvě takové soustavy. Kromě již zmíněné to je případ pulsaru B1610-26. Zde se jedná o těsný pár bílého trpaslíka a neutronové hvězdy, u kterých se pohybuje těleso několikrát hmotnější než je Jupiter.

Jiří Dušek
Zdroj: Sky and Telescope a další.
 

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