NASA a ESA: společně k Jupiteru

Na společném setkání zástupců NASA a ESA ve Washingtonu v první polovině února 2009 funkcionáři obou organizací rozhodli realizovat nejprve výzkumnou misi k Jupiteru a jeho čtyřem největším měsícům a do budoucna uvažovat o misi k Saturnu za účelem výzkumu měsíců Titan a Enceladus.

Navrhované projekty mají nejvyšší prioritu v připravovaném výzkumu těles Sluneční soustavy. Vlajkové lodě budoucího kosmického výzkumu mohou přinést odpovědi na některé otázky vzniku Sluneční soustavy a zjistit, zda existují podmínky pro život i někde jinde v naší planetární soustavě než na Zemi.

Obě zvažované mise, nazvané Europa Jupiter System Mission a Titan Saturn System Mission, jsou výsledkem sloučení vlastních koncepcí NASA a ESA. NASA původně zvažovala v průběhu roku 2007 koncepty čtyř projektů, z nichž byly nakonec v roce 2008 vybrány 2 návrhy. Jeden projekt byl zaměřen na výzkum Jupiterova měsíce Europa z oběžné dráhy kolem tohoto ledového měsíce a studium jeho vodního oceánu, ukrytého pod povrchem. Druhým projektem byla umělá družice největšího Saturnova měsíce Titan.

Mezitím v roce 2007 ESA (European Space Agency – Evropská kosmická agentura) rovněž zahájila soutěž na výběr vlajkové lodi ESA v rámci kosmické vize 2015-2025 (Cosmic Vision 2015-2025) při budoucím výzkumu vesmíru. Vítězi se staly dva projekty: Laplace a Tandem, které byly vybrány k dalšímu rozpracování. Projekt Laplace byl navržen jako sonda, která má být navedena na oběžnou dráhu kolem Jupiteru, případně mohla být krátkodobě navedena na oběžnou dráhu kolem měsíce Europa, eventuelně uskutečnit přistání na jeho povrchu. Projekt Tandem byl navrhován jako samostatná kosmická sonda zkoumající z oběžné dráhy povrch Saturnova měsíce Titan, následně pak povrch dalšího měsíce s názvem Enceladus.

Inženýři a vědci NASA a ESA pečlivě prostudovali tyto rozpracované projekty. Na základě těchto studií a přísných nezávislých posouzení návrhů byl uznán americký projekt s názvem Europa Jupiter System Mission jako technicky lépe uskutečnitelný. „Ačkoliv mise k Jupiteru byla vybrána k dalšímu rozpracování s dřívější příležitostí ke startu, výprava do soustavy planety Saturn má rovněž vysokou prioritu mezi vědeckou veřejností,“ říká Ed Weiler (NASA, Science Mission Directorate, Washington).

Obě agentury budou muset udělat ještě několik kroků a detailních studií před dalším rozhodnutím o realizaci projektu. „Toto spojené úsilí je skvělým počátkem výzkumu a novou výzvou – stane se historickým mezníkem planetárního výzkumu ve 21. století,“ říká David Southwood (ESA). „Především jsem si jist vzájemnou spoluprací přes Atlantik, mezi Amerikou a Evropou, mezi NASA a ESA.“

Nový výzkum Jupiterova systému

Projekt Europa Jupiter System Mission budou ve skutečnosti dvě automatické sondy, které budou z oběžné dráhy provádět detailní výzkum obří plynné planety Jupiter a jejích měsíců Io, Europa, Ganymed a Kallisto s doposud nevídaným rozlišením. NASA postaví jednu sondu s předstartovním označením Jupiter Europa Orbiter. Druhou sondu, jejíž předstartovní označení je Jupiter Ganymede Orbiter, vyrobí ESA. Se startem obou sond se předběžně počítá na rok 2020, každá bude vynesena vlastní nosnou raketou (start se uskuteční s odstupem jednoho měsíce). K Jupiteru dolétnou sondy v roce 2026 a přinejmenším 3 roky se budou věnovat výzkumu soustavy planety Jupiter.

Měsíc Europa se svým pravděpodobným slaným oceánem pod ledovým povrchem je unikátním cílem ke studiu obyvatelnosti těles v okolí planety Jupiter. Ganymed, největší měsíc ve Sluneční soustavě, je zase jediný známá měsíc, jehož nitro generuje magnetické pole, a také je podezříván z toho, že se pod jeho povrchem nachází kapalný oceán. Vědci dlouho usilovali o porozumění vzniku jeho magnetického pole. Io je naopak nejaktivnější měsíc, pokud se týká vulkanické činnosti. Kallisto má zase velmi starý povrch, který je doslova poset krátery. Poskytuje tak záznamy o událostech z počátečního období vzniku a vývoje Sluneční soustavy.

Po příletu k Jupiteru bude jedna sonda navedena na oběžnou dráhu kolem Europy, druhá kolem Ganymeda. Jejich výzkumem stráví téměř jeden rok. Budou spolupracovat na získání nových vědeckých poznatků o soustavě planety Jupiter, na lepším pochopení vzniku a vývoje této obří planety.

Při letu obou sond ze Země k Jupiteru budou realizovány gravitační manévry při průletech kolem Venuše (jednou) a Země (dvakrát). Každá sonda ponese na své palubě 10 vědeckých přístrojů. V průběhu několikaleté mise sondy prolétnou v blízkosti čtyř velkých měsíců Jupitera: Io, Europa, Ganymed a Kallisto.

Detailní výzkum měsíce Europa bude prováděn z polární oběžné dráhy ve výšce 200 km nad povrchem. Sonda Jupiter Europa Orbiter bude nejprve navedena na oběžnou dráhu kolem Jupiteru. K tomu využije gravitační asistence měsíce Io. Během 30 měsíců, kdy bude sonda obíhat kolem obří planety, prolétne 4krát kolem měsíce Io, 9krát kolem Kallista, 6krát kolem Ganymeda a 6krát kolem Europy. Poté bude sonda navedena na kruhovou oběžnou dráhu kolem Europy ve výšce 200 km. Zhruba po měsíci přejde na oběžnou dráhu ve výšce pouhých 100 km nad povrchem. Detailní průzkum bude probíhat téměř jeden rok.

Rovněž měsíc Ganymed bude studován z nízké oběžné dráhy. Evropská sonda bude nejprve navedena na eliptickou oběžnou dráhu kolem Ganymeda gravitačním manévrem při průletu v jeho blízkosti. Počáteční dráha bude mít parametry 200 x 6 000 km. Zhruba po 10 měsících bude navedena na nízkou kruhovou oběžnou dráhu ve výšce 200 km nad povrchem Ganymeda.

Druhý uvažovaný projekt s názvem Titan Saturn System Mission se bude skládat z orbiteru, který připraví NASA, organizace ESA připraví přistávací modul a balón k výzkumu měsíce Titan. ESA naváže na své zkušenosti s modulem Huygens, který byl součástí americké sondy Cassini, která obíhá kolem planety Saturn od července 2004. Předpokládá se, že horkovzdušný balón se bude přemísťovat ve výšce 10 km nad osvětlenou částí měsíce Titan, pořizovat přehledové snímky dun a koryt řek s tekoucím metanem, fotografovat pohoří a údolí vyhloubená v ledovém povrchu a pomocí radaru studovat podpovrchové vrstvy tohoto zajímavého měsíce.

Zdroj: http://www.esa.int/esaCP/SEMPHGWX3RF_index_0.html a http://opfm.jpl.nasa.gov/europajupitersystemmissionejsm/

autor: František Martinek