NASA chce vyslat 10 000 malých sond přímo do Saturnových prstenců

Cassini, poslední velká sonda NASA k Saturnu, proslula na konci své mise tím, že se ponořila do ohnivé smrti v atmosféře plynného obra. Získala přesnější data o saturnovské soustavě in situ než kterákoliv jiná mise před ní ani poté. Existuje však jedna konkrétní část, ke které se nemohla přímo přiblížit – Saturnovy prstence. NASA se na ně ale očividně chce podívat zblízka, protože nedávno financovala grant fáze I od NASA Institute for Advanced Concepts (NIAC) na vyslání roje 10 000 miniaturních postradatelných průzkumníků, tzv. „femtosatelitů“, aby se zblízka seznámily s nejúžasnějšími prstenci ve Sluneční soustavě.

Saturnovy prstence se skládají z velké části z vodního ledu smíchaného s kamenným materiálem, s částicemi od mikroskopických zrn až po kusy velikosti domů. Navzdory úspěchu mise Cassini vědci stále nemají definitivní odpovědi na přesné stáří prstenců nebo na mechanismus, jak se tyto ledové částice srážejí a spojují.

Co tedy vůbec dělá prstenec tak obtížným k návštěvě? Použijme jako příklad znovu sondu Cassini. Během svých posledních několika oběhů skutečně proletěla mezi prstenci a planetou, ale kdyby se sama dostala do prstenců, mohla by narazit na zatoulaný kus ledu a během několika sekund zničit satelit za několik miliard dolarů. Žádný rozumný plánovač mise by takové riziko nepodstoupil, a tak se Cassini nikdy nepřiblížila k prstencům, i když se chystala zřítit vstříc své smrti.

Avšak pokud byste měli 10 000 identických satelitů, i ti nejméně ochotní plánovači misí by si začali myslet, že ztráta několika z nich je v pořádku. Upřímně řečeno, i ztráta několika tisíc z nich je v tomto měřítku v pořádku, protože by stále existovaly tisíce dalších, které by mohly v misi pokračovat. To je základní předpoklad návrhu NIAC s názvem „Aktivně řiditelné konstelace femtosatů pro in-situ průzkum Saturnových prstenců, atmosféry a magnetosféry“.

Michael Rubenstein, hlavní výzkumník projektu, je světově uznávaný odborník na rojovou robotiku. Jeho nejznámějším projektem je pravděpodobně projekt Kilobot – roj více než 1 000 drobných robotů, kteří dokáží autonomně komunikovat a vytvářet složité tvary. Aplikace těchto znalostí o malé, koordinované robotice ve vesmíru ho dostává přímo do říše femtosatů. V červenci 2026 NASA oznámila tento projekt jako jeden z 18 grantů na koncepční projekty v rané fázi s celkovou finanční podporou 3,2 milionu dolarů. Každý grant v rámci fáze I poskytuje až 175 000 dolarů na počáteční devítiměsíční výzkum těchto průlomových technologií.

Femtosat je, jednoduše řečeno, velmi malá sonda. Využívá extrémní miniaturizaci elektroniky, která probíhá v odvětví chytrých telefonů. I když dosud nebyly formalizovány tak, jako jsou velikosti CubeSatů, typický femtosat (běžně nazývaný také čipsat nebo „Sprite“) váží jen několik gramů a má průměr jen několik centimetrů.

Není to už jen sci-fi. V roce 2019 bylo vysláno v rámci mise KickSat-2 na nízkou oběžnou dráhu Země 105 Spritů, kde dokázaly, že mohou aktivně komunikovat s pozemními řídícími jednotkami. Pro tuto misi však femtosaty neměly žádný pohon a jejich trajektorie byly ponechány na rozmarech zemské atmosféry.

V Rubensteinově návrhu je zcela jasné, že 10 000 femtosatelitů bude mít nějakou formu aktivního řízení – tento požadavek je skutečně přímo v názvu. V tuto chvíli není jasné, jaký přesně by tento mechanismus řízení byl. Mohlo by to být cokoliv od mikromotorků až po elektromagnetické lana napájená chaotickými magnetickými poli Saturnu. Ale tento aktivní pohon dává celé misi schopnosti, které žádná jednotlivá plavidla dosud neměla.

Tisíce femtosatelitů by se mohly ponořit do prstenců, což by poskytlo vůbec první pohled na jejich kinetické chování in situ a zodpovědělo by přetrvávající otázky o tom, kdy vznikly. Zároveň by se tisíce dalších mohly ponořit do různých částí horních vrstev Saturnovy atmosféry – a zároveň by pokryly různá místa na jeho povrchu, což by umožnilo přesnější předpověď počasí na našem prstencovitém sousedovi. A co magnetické pole, které je tak chaotické? Zároveň by ho mohly monitorovat tisíce dalších femtosatů z různých oběžných drah a různých výšek.

Zdá se však, že prstence jsou hlavním zaměřením NASA v rámci této mise. Ve skutečnosti se na ně tak zaměřují, že dokonce financovali další grant NIAC s podobným konečným cílem, ale s velmi odlišným konceptem. Projekt, který navrhuje Macro Quadrelli z Jet Propulsion Laboratory počítá s mateřskou ldí, která se vznáší nad soustavou prstenců a vysouvá rameno řízené umělou inteligencí, aby se ho „dotkla a odletěla“. Mise, známá jako Planetary Rings Autonomous Exploration with In-Situ Sampling (PRAXIS), ukazuje, jak moc má NASA zájem o detailní prozkoumání těchto planetárních zázraků.

Aby bylo jasno, bude to chvíli trvat, než uvidíme, jak kterákoliv z misí navštíví Saturn. Návrhy NIAC Fáze I jsou určeny k financování konceptů v rané fázi a obvykle trvají asi rok s očekáváním, že by následoval víceletý projekt Fáze II. I tehdy by jakýkoliv takový koncept potřeboval další roky financování, aby dosáhl skutečného data startu, a pak ještě další roky, aby dosáhl samotné planety. Takže nejdříve by se taková mise pravděpodobně zaměřila na zahájení vědeckých operací ve 40. letech 21. století. Ale přesně o to v první řadě jde v NIAC – sázet na riskantní projekty, které se vyplatí za desítky let. A mezitím, pokud financují nějakou úžasnou práci na robotických rojích, tím lépe pro nás všechny.

Zdroj: https://www.universetoday.com/articles/nasa-wants-to-toss-10000-tiny-probes-directly-into-saturns-rings a https://www.nasa.gov/directorates/stmd/niac/praxis-planetary-rings-autonomous-exploration-with-in-situ-sampling/

autor: František Martinek