LADEE – nová sonda NASA k Měsíci

V 60. a 70. letech minulého století pozorovali astronauti při výpravách v rámci programu Apollo (když jejich kosmická loď kroužila kolem Měsíce) zajímavý úkaz, který je stále vědeckou záhadou. Přibližně 10 sekund před východem či po západu Slunce vytryskly nad šedý horizont slabé zářící paprsky. Tyto „soumrakové paprsky“ byly svědecky potvrzeny posádkami kosmických lodí Apollo 8, 10, 15 a 17.

Na Zemi pozorujeme obdobné úkazy pokaždé, když sluneční paprsky pronikají skrz večerní oblaka či vrstvu mlhy. Ovšem na Měsíci, který nemá prakticky žádnou atmosféru, by neměli astronauti nic podobného pozorovat.

Tuto záhadu bude zkoumat kosmická sonda NASA s názvem Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer (zkráceně LADEE), jejíž start je naplánován na pátek 6. září 2013 a uskuteční se pomocí nové nosné rakety Minotaur V společnosti Orbital Sciences Corp. „Je nutno upřesnit, že Měsíc ve skutečnosti  má atmosféru, avšak mimořádně řídkou – mnohonásobně řidší, než je atmosféra naší planety,“ říká Richard Elphic (NASA, Ames Research Center, Moffett Field, Kalifornie).

Měsíční atmosféra je tak chatrná – přibližně 10 biliónkrát řidší, než je hustota atmosféry Země – že pořádné kýchnutí by ji odneslo jako vichřice. „Měsíční vzduch“ je ve skutečnosti nesmírně řiďounká směs argonu-40, který uniká na povrch v důsledku radioaktivního rozpadu probíhajícího v podpovrchových vrstvách, a dále hélia, sodíku a draslíku, které jsou dopravovány na povrch Měsíce působením slunečního větru a dopady mikrometeoritů. Ovšem žádný z těchto plynů, jak se zdá, se nevyskytuje v dostatečném množství, aby mohl vysvětlit vznik „soumrakových“ paprsků.

Chybějící složky atmosféry může nahradit měsíční prach. Když sluneční záření dopadá na Měsíc, ultrafialová složka záření elektrizuje částice na nechráněném povrchu, což pravděpodobně způsobuje, že lehounká zrníčka měsíčního prachu stoupají vzhůru společně s přítomnými plyny.

„Elektricky nabitá zrníčka prachu mohla být tím, co astronauti dříve pozorovali,“ říká Richard Elphic. Přístroje na palubě sondy LADEE o hmotnosti 383 kg budou analyzovat prach přítomný v řídké měsíční atmosféře a prověřovat tak tuto hypotézu.

Přibližně měsíc po startu začne 40denní fáze kontroly a prověřování vědeckých přístrojů, přičemž sonda bude tyto aktivity vykonávat vysoko nad povrchem Měsíce. Budou rovněž zahrnovat zkoušky systému vysokorychlostní laserové komunikace, která by měla umožnit vyšší rychlost satelitní komunikace (622 Mb/s versus současné hodnoty kolem 100 Mb/s).

Poté začne 100denní vědecká fáze, kdy bude sonda využívat tři přístroje na své palubě k určování složení řídké atmosféry v okolí Měsíce a zjišťovat rozložení prachu, měřit odchylky a změny ve složení atmosféry, a rovněž provádět analýzu měsíčního prachu v atmosféře. Astronomové doufají, že měření pomocí této sondy jim umožní odpovědět na otázku, jaký je původ úkazu, který pozorovali astronauti v rámci programu Apollo.

Hmotnost vědeckých přístrojů je 50 kg. Jedná se o neutrální hmotový spektrometr (neutral mass spectrometer, NMS), spektrometr pro oblast UV záření a viditelného světla (ultraviolet/visible spectrometer, UVS) a přístroj pro přímé měření částic měsíčního prachu (Lunar Dust Experiment, LDEX).

Po příletu k Měsíci bude sonda LADEE navedena na téměř kruhovou retrográdní dráhu nad měsíčním rovníkem s dobou oběhu 113 minut ve výšce přibližně 50 km. Periselenum (bod na dráze nejblíže k povrchu Měsíce) bude ležet nad terminátorem (rozhraním mezi osvětlenou a neosvětlenou polokoulí). Po ukončení vědeckého programu celá kosmická sonda řízeně dopadne na měsíční povrch. Pravděpodobně se tak stane 15. dubna 2014, kdy bude nad západní polokoulí naší planety pozorovatelné úplné zatmění Měsíce.

Zdroj: http://science.nasa.gov/science-news/science-at-nasa/2013/03sep_ladee/ a http://www.nasa.gov/content/nasa-prepares-for-first-virginia-coast-launch-to-moon/index.html

autor: František Martinek