Hayabusa 2 – odběr vzorků z asteroidu

Druhá japonská kosmická sonda k výzkumu asteroidu a odběru vzorku z jeho povrchu – Hayabusa 2 – naváže na předcházející sondu. K zajištění detailního výzkumu bude vybavena rovněž německým modulem s názvem MASCOT. Německá letecko-kosmická společnost (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, DLR) a Japonská kosmická agentura JAXA oznámily, že uzavřely dohodu o vyslání v Německu vyrobeného zařízení s názvem Mobile Asteroid Surface Scout (MASCOT) na palubě japonské sondy Hayabusa 2, jejíž start se uskuteční v červenci 2014.

První japonská sonda Hayabusa byla přes četné potíže nakonec úspěšná. Technické problémy od selhání raketového motoru až po ztrátu komunikace znamenaly, že se kosmická sonda vrátila domů v pošramoceném stavu a mnohem později, než bylo původně plánováno. Přesto dopravila na Zemi několik drahocenných zrníček prachu z povrchu navštívené planetky Itokawa.

Podle plánu měla Hayabusa uskutečnit mnohem rozsáhlejší průzkum. Malý skákající robot s názvem MINERVA byl určen ke sběru dat o teplotě asteroidu a charakteru jeho povrchu, avšak vzhledem k tomu, že byl uvolněn od mateřské sondy v nesprávném okamžiku, odlétl nenávratně do kosmického prostoru.

Nová japonská sonda Hayabusa 2 bude studovat jiný typ asteroidu za účelem získání základních informací o původu života na Zemi, nalezení nejvhodnějších cílů pro těžbu kosmických nerostných surovin a k získání odpovědi na otázku, jak odklonit z kolizní dráhy asteroid hrozící srážkou se Zemí.

Průběh výzkumu planetky
Po příletu k cílové planetce (162173) 1999 JU3 zahájí sonda Hayabusa 2 její výzkum z oběžné dráhy, německý přistávací modul MASCOT bude odhozen k samostatnému letu. Oddělovací mechanismus nasměruje lander velikostí odpovídající rozměrům přepravky na pivo (hmotnost asi 10 kg) a vybavený čtyřmi vědeckými přístroji (hmotnost 3 kg), směrem k povrchu planetky.

„MASCOT se bude pohybovat z výšky asi 100 m volným pádem směrem k povrchu planetky,“ říká Tra-Mi Ho z DLR Institute of Space Systems v Brémách. Senzory pak zabezpečí, že přistávací modul rozezná, kde je směr nahoru a dolů, takže se může zorientovat, pokud to bude nutné, do správné polohy. „Bude to vůbec poprvé, co vědecké zařízení přistane na povrchu planetky, bude schopno se po něm pohybovat a uskutečňovat vědecká měření na několika místech,“ informuje Johann-Dietrich Wörner, předseda výkonného výboru DLR.

Zatímco se bude Hayabusa 2 nacházet nad povrchem planetky, čtyři přístroje na landeru MASCOT budou zkoumat jeho vlastnosti. Radiometr bude měřit teplotu, magnetometr bude zkoumat magnetismus hornin a spektrometr bude analyzovat minerály a horniny na povrchu planetky. Čtvrtým přístrojem bude kamera, která bude pořizovat detailní snímky povrchu, na jejichž základě budou astronomové studovat vlastnosti, rozměry a tvar částic v povrchové vrstvě a mapovat oblast v okolí místa přistání. Měření uskutečněná robotem rovněž pomohou rozhodnout, které horniny budou odebrány a dopraveny na Zemi.

Materiál z doby vzniku Sluneční soustavy
O planetku 1999 JU3 mají astronomové mimořádný zájem, neboť je složena z materiálu starého 4,5 miliardy roků, který může být jen velmi málo přetvořen. „Výzkum uskutečněný ze Země rovněž ukazuje, že horniny na povrchu planetky mohly v minulosti přijít do kontaktu s vodou,“ říká Ralf Jaumann (DLR). „MASCOT uskuteční přesná měření povrchových hornin, která poskytnou srovnávací data a následně umožní odebrané vzorky materiálu dopravené na Zemi sondou Hayabusa 2 dát do správných souvislostí.“

Asteroid 1999 JU3 patří k typu planetek, které jsou nejrozšířenějším druhem mezi tzv. blízkozemními objekty, takže informace o jejich vlastnostech budou velmi důležité i v případě, že se některé z těchto těles dostane na kolizní dráhu se Zemí.

Mezitím sonda Hayabusa 2 použije nasávací trysku ke sběru vzorku vyvrženého z povrchu planetky při nárazu vystřeleného projektilu. „MASCOT je ústřední součástí všech měření,“ říká Tra-Mi Ho. „Je spojovacím článkem mezi materiálem na povrchu planetky, který sonda dálkově odebere a jeho analýzou v pozemních laboratořích.“ Přistávací modul provede měření pomocí všech přístrojů na palubě na jednom místě planetky, pak se „skokem“ přemístí o kousek dále, kde měření zopakuje, atd. Předpokládá se, že MASCOT bude na povrchu planetky pracovat 16 hodin, tj. celé dva místní „dny“.

Kromě německého landeru MASCOT bude součástí mise i japonský „přemísťovací“ modul MINERVA-2. V jeho vybavení budou kamery, teploměry apod.

Přenašeči života
Jestli všechno půjde hladce, MASCOT může poskytnout mnohem detailnější pohled na uhlíkatý asteroid, který je nejrozšířenějším typem horniny ve Sluneční soustavě. Někteří vědci argumentují, že tyto objekty byly zodpovědné za dopravu vody na planetu Zemi. Jiní se dokonce domnívají, že mohly na naši planetu naočkovat život.

Uhlíkaté asteroidy (planetky typu C) byly pravděpodobně kusem hmoty plné organických látek, vysvětluje Duncan Steel, Australian Centre for Astrobiology, Sydney. A pokud se dostaly do styku s vodou a byly vystaveny slunečnímu záření, byly zřejmě důležité pro vznik a vývoj života.

Mohou také mít praktický význam při budoucích kosmických výpravách a těžbě nerostných surovin ve vesmíru. „Když opustíme Zemi, asteroidy budou ve Sluneční soustavě nejdosažitelnějšími objekty ze všech,“ říká Duncan Steel. Asteroidy s vysokým obsahem uhlíku by mohly mít všechno potřebné k udržení života, jakož i přírodní minerály pro průmyslovou výrobu.

Notabene protože tyto asteroidy jsou ve Sluneční soustavě velmi rozšířené, získání více informací o jejich struktuře může být rozhodující k odklonění jakéhokoliv blížícího se tělesa, představujícího pro nás hrozbu, doplňuje Trevor Ireland.

Základní charakteristiky
Z pozemních výzkumů vyplývá, že planetka 1999 JU3 má přibližně sférický tvar o průměru 0,9 km, perioda její rotace činí 7,6 hodiny a má poměrně tmavý povrch. Patří mezi asteroidy typu C, tj. mezi uhlíkaté asteroidy s vysokým obsahem uhlíku.

Výprava bude vyžadovat delší činnost iontových motorů. Sonda bude také vybavena zdokonaleným řídícím systémem pro zajištění orientace a stabilizace, navigačním systémem k zabezpečení měkkého přistání na povrchu planetky, novými anténami a zdokonaleným systémem určování vzdálenosti sondy od povrchu planetky.

Zařízení pro odběr vzorků bude stejné konstrukce jako u první výpravy, bude jen minimálně upraveno. Místo vystřelení projektilu za účelem zvíření povrchového materiálu pro odběr bude z výšky 300 m shozen impaktor o hmotnosti přibližně 2 kg, který po pomalém sestupu narazí do povrchu planetky, vytvoří kráter o průměru asi 2 metry a rozptýlí částice povrchových a podpovrchových hornin (které nebyly ovlivněny kosmickým či slunečním zářením).

Časový harmonogram
Start: červenec 2014
Záložní termíny startu: prosinec 2014, červen 2015 a prosinec 2015 (v tomto případě s využitím gravitačního manévru při průletu kolem Země)
Přílet k planetce: červen 2018
Odběr vzorků: srpen 2019
Start směrem k Zemi: prosinec 2019
Přistání na Zemi: prosinec 2020

Zdroj: http://www.dlr.de/dlr/en/desktopdefault.aspx/tabid-10261/371_read-5375 a http://www.jspec.jaxa.jp/e/activity/hayabusa2.html

autor: František Martinek