Zahlavi

Solar Orbiter v sobotu prolétne kolem Země, začíná vědecká fáze mise

26. 11. 2021

Solar Orbiter už jednadvacet měsíců putuje vesmírným prostorem. Mise sondy odstartovala v únoru 2020 zážehem nosných raket na floridském mysu Cape Canaveral. Dlouhodobý projekt nyní brzy vstoupí do své hlavní, vědecké fáze. Ovšem ještě předtím, v sobotu 27. listopadu, čeká sondu pravděpodobně nejkritičtější část její dosavadní pouti, průlet kolem naší planety.

Objevitel se vrací na místo, kde svou cestu za poznáním započal. V případě sondy Solar Orbiter to samozřejmě platí jen pomyslně, protože její vzdálenost od povrchu naší planety bude i při blízkém průletu stále asi 460 km. Pro rychle se pohybující sondu s citlivými měřicími přístroji je přiblížení k Zemi nebezpečné kvůli hrozící srážce s jinými objekty obíhajícími kolem planety. Blízký průlet je ale důležitý pro úpravu dráhy sondy. Díky němu se v další části své mise může přiblížit ke Slunci. Naše hvězda v centru soustavy a její vnitřní heliosféra je cílem badatelské mise Solar Orbiteru.

„Během průletu využije Solar Orbiter gravitace Země k ohnutí své dráhy směrem ke Slunci. Podobné manévry kolem různých planet se používají u většiny meziplanetárních sond ke korekcím dráhy, protože se tím dosahuje značné úspory paliva,“ vysvětluje důvody pro sobotní manévr Solar Orbiteru Jan Souček z Ústavu fyziky atmosféry AV ČR.

„Tento průlet kolem Země je navíc velmi blízký a dosáhne se tím výrazného snížení perihelia (bodu největšího přiblížení ke Slunci). Minulé perihelium bylo na polovině vzdálenosti Země-Slunce. V příštím periheliu v březnu 2022 se sonda přiblíží ke Slunci až na třetinu této vzdálenosti. Průletem kolem Země proto oficiálně začíná hlavní vědecká fáze mise,“ doplňuje.

  Grafika znázorňující průlet sondy Solar Orbiter kolem Země
Grafika znázorňující průlet sondy Solar Orbiter kolem Země a s ním spjatá rizika

Problém vesmírného odpadu
Ráno, v 5:30 hodin našeho času bude Solar Orbiter při pohybu nad severní částí afrického kontinentu a Kanárskými ostrovy k Zemi blíž, než je mezinárodní vesmírná stanice ISS. Kritickou fází celého průletu ale není jen tato nízká orbita. Riskantní je také pohyb v orbitě geostacionární, kde ve výšce 36 tisíc kilometrů operují stovky meteorologických a telekomunikačních satelitů. O jejich polohách však máme přesná data. Podstatně větším rizikem jsou kusy starých raket, družic a jiného vesmírného odpadu, kterým jsou obě zmíněné orbity zahlcené.

Tyto volné objekty mohou dráhu Solar Orbiteru negativně ovlivnit a ohrozit jeho misi. Šance, že dojde ke kolizi, je podle odborníků poměrně nízká, není ale nulová. Operační týmy jsou tedy připravené v případě potíží provést nezbytné korekce dráhy sondy. Není to však poprvé, co sonda prolétá v blízkosti planety. Během své přibližovací fáze už v nedávné minulosti využila gravitace Venuše a proletěla její indukovanou magnetosférou. Sobotní průlet kolem naší modré planety je ale odlišné povahy. 

„Průlet kolem Země je mnohem bližší: kolem Venuše Solar Orbiter prolétl ve vzdálenosti víc než osm tisíc kilometrů, u Země to bude méně než pět set kilometrů. Během průletu Země se také sonda dostane do zemského stínu, kdy sluneční panely poprvé přestanou dodávat energii a sonda se přepne na baterie,“ vysvětluje další technické výzvy průletu Jan Souček.

České přístroje na palubě
Solar Orbiter doposud procházel přibližovací fází letu, kterou započal v červenci minulého roku. Vystřídala fázi uvedení do provozu, během níž se aktivovaly všechny měřicí přístroje a provedla se jejich důkladná diagnostika. To se týkalo mimo jiné čtveřice zařízení, na jejichž vývoji a provozu se významně podíleli vědci z ústavů AV ČR.

Sonda ale v současné přibližovací fázi rozhodně nezahálela. Vědci mají z desítky měřicích přístrojů na palubě k dispozici data, která se už do této chvíle stala základem pro více než padesátku odborných článků. V následujících týdnech se dočkají publikace ve speciálním vydání časopisu Astronomy & Astrophysics. Jedním ze zařízení, odkud data pocházejí, je vlnový analyzátor TDS (Time Domain Sampler) vyvinutý v Ústavu fyziky atmosféry AV ČR. Přístroj nepřetržitě pracuje už od jara minulého roku a provedl celou řadu měření. V říjnu se mu například podařilo pozorovat magnetickou složku rádiových vln během takzvaného burstu pocházejícího ze sluneční erupce.

Jan Souček z Ústavu fyziky atmosféry AV ČR
Jan Souček z Ústavu fyziky atmosféry AV ČR

Vlnový analyzátor ale bude hrát významnou roli i během následujícího manévru. „Přístroj TDS bude pracovat i při tomto průletu a slibujeme si od něj měření elektromagnetických vln v zemské magnetosféře a ionosféře. Okolí Země je pochopitelně velmi dobře prozkoumáno předchozími družicemi, proto víme relativně přesně, jaká měření můžeme očekávat. Vzhledem k neobvyklé dráze sondy a tomu, že přístroj TDS měří v širším frekvenčním pásmu, můžeme přesto čekat zajímavá měření některých elektromagnetických jevů,“ vysvětluje práci vlnového zařízení během průletu Jan Souček.

„Hlavním přínosem je ale možnost porovnat získaná měření se známými vlastnostmi přírodních elektromagnetických vln v této oblasti a ověřit a zpřesnit tak kalibraci přístroje,“ dodává. Měření získaná během sobotního rána tak budou významná i pro další fáze putování Solar Orbiteru směrem k centru naší soustavy. Sonda by se podle očekávání měla dostat do oblasti prvního blízkého perihelia v březnu následujícího roku.

K nám už se nikdy nevrátí
Chystaný průlet kolem Země je pro Solar Orbiter tím posledním. Jeho hlavním cílem je Slunce a k tomu bude po využití zemské gravitace směřovat. Projevy slunečního působení ale můžeme v podobě kosmického počasí sledovat i na naší planetě. Z vědeckého pohledu je tedy průlet unikátní příležitostí k zaznamenání jevů probíhajících v zemské magnetosféře. Během krátkého průletu bude Solar Orbiter pozorovat i efekty působení slunečního větru na zemské magnetické pole, jehož projevy můžeme sledovat například v podobě polárních září. Měření se týkají také úniku atomů z naší atmosféry ven do vesmírného prostoru a dalších jevů. Data ze Solar Orbiteru tak doplní ta, která vědcům už posledních dvacet let přináší další dlouhodobá evropská mise Cluster, na níž se také podílejí odborníci z Ústavu fyziky atmosféry AV ČR.

Text: Jan Hanáček, Divize vnějších vztahů SSČ AV ČR
Foto: ESA, Ústav fyziky atmosféry AV ČR

Licence Creative Commons Text je uvolněn pod svobodnou licencí Creative Commons.

Biologie a lékařské vědy

Vědecká pracoviště

Cílem výzkumu je poznávání procesů v živých organismech, a to na úrovni molekul, buněk i organismů. Biofyzikální výzkum se zabývá studiem vztahu DNA – protein a vlivu faktorů životního prostředí na organismy. V oblasti molekulární genetiky a buněčné biologie jsou studovány zejména signální cesty pro spouštění reakcí a odezvy cílových genů na tyto signály; zvláštní pozornost je věnována studiu buněčných mechanismů imunitních odpovědí. Sledovány jsou rovněž genomy mikroorganismů a procesy směřující k moderním technologiím přípravy látek s definovanými biologickými účinky. V oblasti fyziologie a patofyziologie savců a člověka je výzkum zaměřen na kardiovaskulární fyziologii, neurovědy, fyziologii reprodukce a embryologii s cílem vytvořit teoretické základy preventivní medicíny. V oblasti experimentální botaniky se výzkum věnuje genetice, fyziologii a patofyziologii rostlin a moderní rostlinné biotechnologii. Sekce zahrnuje 8 vědeckých ústavů s přibližně 1930 zaměstnanci, z nichž je asi 690 vědeckých pracovníků s vysokoškolským vzděláním.

Všechny výzkumné sekce