Sonda plave v ledové prázdnotě. Od jeho spuštění na Bajkonuru uběhly tři roky a za miliardou kilometrů se táhne dlouhá cesta. Pás asteroidů byl bezpečně překročen, křehké nástroje odolaly silnému mrazu světového prostoru. A dopředu? Hrozné elektromagnetické bouře na oběžné dráze Jupitera, smrtící záření a obtížné přistání na povrchu Ganymede - největšího ze satelitů gigantické planety.
Podle moderní hypotézy leží pod povrchem Ganymede obrovský teplý oceán, který je pravděpodobně obýván nejjednoduššími formami života. Ganymede je pětkrát dále od Země, stokilometrová vrstva ledu spolehlivě chrání „kolébku“před kosmickým chladem a monstrózní gravitační pole Jupitera nepřetržitě „otřásá“jádrem satelitu a vytváří nevyčerpatelný zdroj tepelných energie.
Ruská sonda má provést měkké přistání v jednom z kaňonů na ledovém povrchu Ganymede. Za měsíc bude vrtat led do hloubky několika metrů a analyzovat vzorky - vědci doufají, že stanoví přesné chemické složení ledových nečistot, což dá určitou představu o vnitřní struktuře satelitu. Někteří lidé věří, že bude možné najít stopy mimozemského života. Zajímavá meziplanetární expedice - Ganymede se stane sedmým nebeským tělesem *, na jehož povrch navštíví zemské sondy!
„Europe-P“nebo technická stránka projektu
Pokud lze slova místopředsedy vlády Rogozina o „měsíčním přistání“Mezinárodní vesmírné stanice považovat za vtip, pak loňské prohlášení šéfa Roskosmosu Vladimíra Popovkina o nadcházející misi na Jupiter vypadá jako vážné rozhodnutí. Popovkinova slova se plně shodují s názorem akademika Lva Zelenyho, ředitele Institutu vesmírného výzkumu RAS, který již v roce 2008 oznámil svůj záměr vyslat vědeckou expedici na ledové měsíce Jupitera - Europa nebo Ganymede.
Před čtyřmi lety, v únoru 2009, byla podepsána mezinárodní dohoda o zahájení komplexního studijního programu mise Europa Jupiter System Mission, ve kterém kromě ruské meziplanetární stanice pojede americký JEO, evropský JGO a japonský JMO Jupiter. Je pozoruhodné, že Roskosmos si pro sebe vybral nejdražší, nejsložitější a nejdůležitější část programu - na rozdíl od ostatních účastníků, kteří připravují pouze orbitery pro studium čtyř „velkých“satelitů Jupiteru (Europa, Ganymede, Callisto, Io) z prostoru, ruská stanice by měla provést nejtěžší manévr a jemně „přistát“na povrchu jednoho z vybraných satelitů.
Ruská kosmonautika míří do vnějších oblastí sluneční soustavy. Je příliš brzy sem dávat vykřičník, ale samotná nálada je povzbudivá. Zprávy z hlubin vesmíru vypadají mnohem zajímavěji než zprávy z Francouzské riviéry, kde někteří ruští představitelé dovádějí na dovolené.
Jako v každém ambiciózním projektu je i v případě ruské sondy ke studiu Ganymeda mnoho skepticismu, jehož míra sahá od kompetentních a oprávněných varování až po vyloženě sarkasmus ve stylu „doplňování ruské orbitální skupiny na dno Tichého oceánu “.
První a možná nejjednodušší otázka: proč Rusko potřebuje tuto super expedici? Odpověď: Pokud jsme se vždy řídili takovými otázkami, lidstvo stále sedělo v jeskyních. Poznání a průzkum vesmíru - to je možná hlavní smysl naší existence.
Je příliš brzy očekávat nějaké konkrétní výsledky a praktické výhody meziplanetárních expedic-stejně jako je třeba požadovat, aby si tříleté dítě samostatně vydělávalo na živobytí. Ale dříve nebo později dojde k průlomu a nahromaděné znalosti o vzdálených kosmických světech se určitě budou hodit. Možná zítra začne vesmírná „zlatá horečka“(upravená o nějaké Iridium nebo Helium-3) a budeme mít silnou motivaci zvládnout sluneční soustavu. Nebo možná zůstaneme na Zemi dalších 10 000 let a nebudeme schopni vstoupit do vesmíru. Nikdo neví, kdy se to stane. To je však nevyhnutelné, soudě podle zuřivosti a nezdolné energie, s níž člověk mění nová, dříve neobydlená území na naší planetě.
Druhá otázka související s letem do Ganymede zní drsněji: je Roskosmos schopen uskutečnit expedici takové velikosti? Ostatně ani ruské, ani sovětské meziplanetární stanice nikdy nepůsobily ve vnějších oblastech sluneční soustavy. Domácí kosmonautika se omezila na studium nejbližších nebeských těles. Na rozdíl od čtyř malých „vnitřních planet“s pevným povrchem - Merkuru, Venuše, Země a Marsu, jsou „vnější planety“plynnými obry se zcela neadekvátními velikostmi a podmínkami na jejich povrchu (a obecně, mají vůbec nějaké „povrch“? Podle moderních pojmů je „povrch“Yuritera obludná vrstva kapalného vodíku v hloubkách planety pod tlakem ve stovkách tisíc zemských atmosfér).
Vnitřní struktura plynných obrů je ale maličkost ve srovnání s obtížemi, které vznikají při přípravě na let do „vnějších oblastí“sluneční soustavy. Jeden z klíčových problémů je spojen s kolosální odlehlostí těchto oblastí od Slunce - jediným zdrojem energie na palubě meziplanetární stanice je vlastní RTG (radioizotopový termoelektrický generátor), poháněný desítkami kilogramů plutonia. Pokud by taková „hračka“byla na palubě Phobos-Grunt, epopej o pádu stanice na Zemi by se změnila na celosvětovou „ruskou ruletu“… Kdo by dostal „hlavní cenu“?
Na rozdíl od ještě vzdálenějšího Saturnu je však sluneční záření na oběžné dráze Jupitera stále velmi citlivé - na začátku 21. století se Američanům podařilo vytvořit vysoce účinnou solární baterii, která byla vybavena novou meziplanetární stanicí Juno (spuštěna na Jupiter v roce 2011). Podařilo se nám zbavit se drahých a nebezpečných RTG, ale rozměry tří solárních panelů „Juno“jsou prostě obrovské - každý 9 metrů dlouhý a 3 metry široký. Složitý a těžkopádný systém. Jaké rozhodnutí Roscosmos učiní, zatím nenásledovaly žádné oficiální komentáře.
Vzdálenost k Jupiteru je 10krát větší než vzdálenost Venuše nebo Marsu - proto vyvstává otázka o délce letu a zajištění spolehlivosti vybavení pro mnoho let provozu v otevřeném prostoru.
V současné době probíhá výzkum v oblasti vytváření vysoce účinných iontových motorů pro meziplanetární lety na dlouhé vzdálenosti - navzdory svému fantastickému názvu se jedná o zcela banální a poměrně jednoduchá zařízení, která byla použita v systémech řízení polohy sovětských satelitů Meteorová řada. Princip činnosti - proud ionizovaného plynu vytéká z pracovní komory. Tah „supermotoru“je desetiny Newtona … Pokud „iontový motor“nasadíte na malé auto „Oka“, auto „Oka“zůstane na svém místě.
Tajemství spočívá v tom, že na rozdíl od konvenčních chemických proudových motorů, které na krátkou dobu vyvíjejí obrovské síly, iontový motor pracuje tiše v otevřeném prostoru po celý let na vzdálenou planetu. Nádrž zkapalněného xenonu o hmotnosti 100 kg stačí na desítky let provozu. Výsledkem je, že po několika letech zařízení vyvíjí poměrně solidní rychlost, a vzhledem k tomu, že rychlost odtoku pracovního média z trysky „iontového motoru“je mnohonásobně vyšší než rychlost odtoku pracovního média z trysky konvenčního raketového motoru na kapalné palivo se pro inženýry otevírají vyhlídky na zrychlení vesmírných lodí až do rychlostí stovek kilometrů za sekundu! Celá otázka je s přítomností dostatečně výkonného a prostorného zdroje elektrické energie na palubě, který vytvoří magnetické pole v motorové komoře.
V roce 1998 NASA již experimentovala s iontovým pohonným systémem na palubě Deep Space-1. V roce 2003 se japonská sonda Hayabusa, vybavená také iontovým motorem, vydala k asteroidu Itokawa. Zda budoucí ruská sonda dostane podobný motor, ukáže čas. V zásadě není vzdálenost k Jupiteru tak velká jako například k Plutu, proto hlavní problém spočívá v zajištění spolehlivosti zařízení sondy a její ochrany před chladem a proudy kosmických částic. Doufejme, že se ruská věda s tímto obtížným úkolem vyrovná.
Třetí klíčový problém na cestě do vzdálených světů zní krátce a stručně: Konektivita
Zajištění stabilního spojení s meziplanetární stanicí - tato otázka není složitější než stavba „babylonské věže“. Například meziplanetární sonda Voyager 2, která v srpnu 2012 sonda opustila sluneční soustavu a nyní se vznáší v mezihvězdném prostoru, míří k Siriusu, kterého dosáhne za 296 000 pozemských let. V současné době se Voyager 2 nachází 15 miliard kilometrů od Země, výkon vysílače meziplanetární sondy je 23 W (jako žárovka ve vaší lednici). Mnozí z vás nevěřícně kroutí hlavou - vidět slabé světlo 23wattové žárovky ze vzdálenosti 15 miliard kilometrů … to je nemožné.
Inženýři NASA však pravidelně dostávají telemetrická data ze sondy rychlostí 160 bps. Po 14hodinovém zpoždění signál vysílače Voyager 2 dosáhne Země s energií 0,3 miliardtiny biliontiny Wattů! A to je docela dost-70metrové antény vesmírných komunikačních center NASA v USA, Austrálii a Španělsku s jistotou přijímají a dekódují signály vesmírných poutníků. Další děsivé srovnání: energie radiových emisí z hvězd, převzatá po celou dobu existence vesmírné radioastronomie, nestačí k ohřátí sklenice vody nejméně o miliontinu stupně! Citlivost těchto zařízení je prostě úžasná. A pokud vzdálená meziplanetární sonda zvolí správnou frekvenci a orientuje svou anténu směrem k Zemi, bude určitě vyslyšena.
V Rusku bohužel neexistuje pozemní infrastruktura pro dálkovou vesmírnou komunikaci. Komplex ADU -1000 „Pluto“(postavený v roce 1960, Evpatoria, Krym) je schopen zajistit stabilní komunikaci s kosmickými loděmi na vzdálenost ne více než 300 milionů kilometrů - to stačí pro komunikaci s Venuší a Marsem, ale příliš málo pro lety na „vnější planety“.
Nedostatek potřebného pozemního vybavení by se však neměl stát překážkou pro Roscosmos - ke komunikaci se zařízením na oběžné dráze Jupitera budou použity výkonné antény NASA. Mezinárodní status projektu však zavazuje …
Nakonec, proč byl pro studii vybrán Ganymede, a ne Evropa, slibnější z hlediska hledání oceánu pod ledem? Kromě toho byl projekt původně označen jako „Evropa-P“. Co způsobilo, že ruští vědci přehodnotili své záměry?
Odpověď je jednoduchá a poněkud nepříjemná. Skutečně měl původně přistát na povrchu Evropy.
V tomto případě byla jednou z klíčových podmínek ochrana kosmické lodi před dopadem radiačních pásů Jupitera. A nejde o žádné přehnané varování - meziplanetární stanice Galileo, která vstoupila na oběžnou dráhu Jupitera v roce 1995, obdržela na své první oběžné dráze 25 smrtelných dávek záření. Stanici zachránila pouze účinná radiační ochrana.
V současné době má NASA potřebné technologie pro radiační ochranu a stínění vybavení kosmických lodí, ale Pentagon bohužel zakázal přenos technických tajemství na ruskou stranu.
Museli jsme urychleně změnit trasu - místo Evropy byl vybrán Ganymede, který se nachází ve vzdálenosti 1 milion km od Jupitera. Přiblížit se k planetě by bylo nebezpečné.
