Blíží se doručení materiálu z planetky Bennu na Zemi

Už tuto neděli (24. září), po miliardách kilometrů procestovaných Sluneční soustavou, se k Zemi vrátí americká sonda OSIRIS-REx (Origins, Spectral Interpretation, Resource Identification, and Security–Regolith Explorer). Při svém průletu kolem naší planety uvolní návratové pouzdro obsahující vzorky kamínků, které představují původní materiál, ze kterého se zformovala naše Sluneční soustava. Sonda OSIRIS-REx tyto vzorky odebrala 20. října roku 2020 na planetce Bennu, která krouží okolo Slunce mezi oběžnými drahami Země a Marsu. Mise OSIRIS-REx je prvním americkým projektem, který odebral vzorky z planetky. Vědci věří, že cenný materiál otevře okno k výhledu 4,5 miliardy let do historie, kdy se naše Slunce i planety teprve formovaly.

Ještě než dojde na netrpělivě vyhlíženou vědeckou analýzu, bude muset návratové pouzdro odolat teplotám dvakrát vyšším, než jakými se vyznačuje láva. Pouzdro se také stane historicky druhým nejrychlejším lidmi vyrobeným objektem, který vstoupí do zemské atmosféry. Až pouzdro vstoupí rychlostí 36× vyšší, než je rychlost zvuku, do atmosféry, začne zpomalovat a jeho tepelný štít se rychle rozpálí. Po klesnutí do nižších vrstev atmosféry si bude pouzdro muset poradit s počasím v místě přistání, ať už na něj bude čekat modré nebe, nebo silný vítr, déšť a další nepříznivé vlivy. Ať ale bude počasí jakékoliv, pouzdro dosedne do Great Salt Lake Desert, suché oblasti, která je známá spalujícími letními horky a solí pokrytým povrchem, což je pozůstatek po přítomnosti dávného jezera.

Většina pozornosti se bude během přistání zaměřovat na technické aspekty sondy a přistávacího pouzdra, ale tým vědců a meteorologů bude také pečlivě sledovat počasí, které může významně ovlivnit nalezení pouzdra. „Ještě než jsme před sedmi lety odstartovali, muselo být pouzdro navrženo pro všechny meteorologické podmínky, o kterých jsme si mysleli, že se dají v říjnu v Utahu očekávat,“ vzpomíná Eric Queen, inženýr z týmu EDL (Entry, Descent and Landing) na Langley Research Center v Hamptonu, stát Virginia. Pouzdro proto bylo navrženo tak, aby bylo neprostupné třeba pro blesky, či led.

„Když klesáte na padáku, nejvíce vás znepokojuje vítr,“ říká Mark Johnson, který vedl analýzu přistání pro Lockheed Martin. Důvod je prostý – rychlost a směr větru mohou ovlivnit, kam přesně do oblasti s rozměry 58 × 14 kilometrů v Utah Test and Training Range jihozápadně od Salt Lake City pouzdro dosedne. „Přistávací oblast je považována za bezpečnou a kontrolovanou lokalitu,“ říká Kenneth Getzandanner, vedoucí letové dynamiky OSIRIS-REx a dodává: „Byla to také přistávací oblast pro misi Stardust, takže je zde historická zkušenost.“ Tým zodpovědný za misi OSIRIS-REx také musel hodně přemýšlet o podmínkách na povrchu samotném. Pozdní léto je ve zdejší poušti ve znamení monzunového období, takže přívaly deště mohou rychle nasytit jílovitou hlínu. Vzniklé bahno připomínající mokrou maltu značně ztěžuje pohyb terénních vozidel, která mohou být nasazena, aby pomohla vrtulníkům s pátráním a převozem pouzdra.

„Do konce monzunového období bychom měli vědět, kolik srážek tu spadlo a v jakém stavu jsou solné pláně,“ sdělil Eric Nelson, meteorolog americké armády, který se spolupodílí na zajištění mise a dodává: „Dobrým ukazatelem je Bonneville Speed Week, každoroční srpnová závodní akce.“ Protože tyto závody proběhly bez problémů, takže Nelson může říct: „Jsme pravděpodobně v pořádku.“ Pro zajištění bezpečného přistání návratového pouzdra sondy OSIRIS-REx jsou ve dnech před přistáním vypouštěny v oblasti meteorologické balóny. Tato jednorázově použitelná zařízení vystoupají do výšky okolo 18 kilometrů, tedy přibližně dvakrát výše, než kde se pohybují komerční letouny. Balóny stoupající rychlostí 5,5 m/s měří teplotu, vlhkost, vzdušný tlak a vítr, přičemž tyto údaje průběžně odesílají, než dojde k jejich prasknutí vysoko v atmosféře. Pozemní týmy se pokusí z těchto dat namodelovat pravděpodobnou přistávací oblast.

Pojďme si ještě popsat, jak přesně proběhne návrat pouzdra se vzorky na Zemi. Vše začne ve chvíli, kdy se pouzdro odpojí od sondy OSIRIS-REx. V té době mu budou do chvíle, než se dotkne atmosféry nad západním pobřežím USA, zbývat přibližně čtyři hodiny. Návratové pouzdro o hmotnosti zhruba 45 kilogramů pohybující se hypersonickou rychlostí bude spoléhat na fungování ochranného systému, který tvoří tepelný štít z lehkého ablativního matriálu vyvinutého na Ames Research Center v kalifornském Silicon Valley, který je navržen tak, aby odolal extrémním teplotám.

Pozemní a vzdušné radarové a infračervené sledovací systémy budou sledovat sestup pouzdra. Do akce bude nasazeno hned několik strojů včetně výškového letounu WB-57 ve službách Johnsonova střediska v Houstonu. Jejich úkolem bude sledovat cestu pouzdra atmosférou s využitím jejich palubních vizuálních i infračervených systémů. Jakmile rychlost pouzdra klesne na zhruba 1850 km/h, dojde nad přistávací oblastí k otevření stabilizačního padáku.

Hlavní kulový padák se otevře až blíže k povrchu a zajistí měkké dosednutí. Na rozdíl od jiných návrhů, kulový tvar je méně náchylný k ovlivnění větrem, což zvyšuje stabilitu sestupu pouzdra. Díky tomu se snižuje riziko, že vítr odfoukne klesající pouzdro mimo vyznačenou oblast, kde by se mnohem hůře hledalo.

Jakmile se pouzdro dotkne povrchu, vyrazí k němu specializovaný tým, který zajistí jeho vyzvednutí. Vzorky následně zamíří do specializované laboratoře Johnsonova střediska, kde budou bezpečně uloženy a skladovány. Přistání pouzdra mise OSIRIS-REx bude také bedlivě analyzováno, aby bylo možné optimalizovat budoucí podobné dodávky kosmického materiálu. „Nepředpovídáme nic, co bychom obvykle nepředpovídali, ale na náš malý kout pouště bude tento podzim upřeno hodně očí,“ přiznává Nelson a dodává: „To vytváří trochu větší tlak než obvykle.

Přeloženo z:
https://www.nasa.gov/

Zdroje obrázků:
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/53153685745_8cbf4f83f9_o.jpg
http://spaceflight101.com/osiris-rex/wp-content/uploads/sites/103/2016/08/osirisrex-13.jpg
https://spaceflight101.com/osiris-rex/wp-content/uploads/sites/103/2016/08/osirisrex-14.jpg
http://spaceflight101.com/osiris-rex/wp-content/uploads/sites/103/2016/08/osirisrex-12.jpg
http://spaceflight101.com/osiris-rex/wp-content/uploads/sites/103/2016/08/osirisrex-29.jpg