New Horizons, Pluto a Ultima Thule

/ 08.10.2020 /

Přednáška prof. RNDr. Miloslava Druckmüllera, CSc. nás zavedla do nejvzdálenější části Sluneční soustavy, která byla prozkoumána kosmickými sondami. Byl to ale také příběh o objevu Pluta a o jeho osudu jako planety.
Merkura, Venuši, Mars, Jupitera a Saturna pozorovali lidé na obloze už od nepaměti. První planeta, která byla objevena pomocí přístrojů byl Uran. Z odchylek pozorovaných v jeho trajektorii se podařilo předpovědět polohu ještě vzdálenější planety a tak byl objeven Neptun. Byl to ohromný úspěch matematiky a nebeské mechaniky. Ani Neptun se však na nebi nepohyboval úplně přesně podle předpovědi a tak se začala opět hledat ještě vzdálenější planeta. V celé věci se počátkem 20. století výrazně angažoval americký astronom a průmyslník Percival Lowell. Jemu samotnému se tuto novou planetu sice najít nepodařilo, ale ve Flagstaffu v Arizoně, kde Percival Lowell vybudoval na svoji dobu špičkově vybavenou observatoř, se to v roce 1930 povedlo Clydu Tombaughovi.
Název planety „Pluto“ vymyslela jedenáctiletá holčička. V mytologii je Pluto vládce podsvětí, kde je podobně jako u této planety temno a v tomto názvu naleznete i iniciály Percivala Lowella. Walt Disney vytvořil pak kreslenou postavičku psa Pluta a po Plutu byl rovněž pojmenován nový chemický prvek Plutonium.
Pluto byla ale zvláštní planeta, na výstředné dráze s velkým sklonem k ekliptice a dokonce v dráhové rezonanci 3:2 s Neptunem. V roce 1978 byl objeven Plutův měsíc Charon a ukázalo se, že Pluto je také skutečně relativně velmi malé těleso. Do roku 1989 byly pak kosmickými sondami prozkoumány všechny planety Sluneční soustavy, s výjimkou Pluta.
Právě tehdy vznikla pod vedením Alana Sterna iniciativa pro sestavení kosmické sondy k Plutu. Nebylo však vůbec jednoduché tento projekt prosadit. Teprve v roce 2003 byly schváleny finanční prostředky, přičemž startovní okno bylo již v roce 2006! A tak se zrodila sonda New Horizons, sonda malá, ale neuvěřitelně chytře vymyšlená. Jako zdroj energie byl použit radioizotopový termoelektrický generátor využívající nestabilní plutonium-238. Unikátní byla optika detektorů a čipy bez závěrky. V celé sondě nebyla s výjimkou ventilů ovládajících reaktivní motory jediná pohyblivá součástka.
Sonda odstartovala 19. ledna 2006. Vzhledem k tomu, že vážila jen necelých 300 kg a do vesmíru ji vynesla velice výkonná raketa Atlas V, opustila Zemi rekordní rychlostí 16,2 km/s. Když se k tomu připočítá oběžná rychlost samotné Země, dostala se již asi za jeden rok k Jupiteru, který ji pomocí gravitačního praku dále urychlil. K Plutu to tak New Horizons stihla za neuvěřitelně krátkou dobu 10 let.
Mezi tím však byl v srpnu 2006, v Praze na kongresu Mezinárodní astronomické unie, Pluto hlasováním oficiálně vyřazen ze seznamu planet a stala se z něj tzv. trpasličí planeta. Důvodem byla skutečnost, že v poslední době bylo za drahou Neptuna objeveno velké množství těles, z nichž některá svojí velikostí konkurují samotnému Plutu. V Praze byla schválena nová definice planet, která podle prof. Druckmüllera snad vyhovuje astronomům, ale u matematiků by neobstála. Lepší způsob definice planet by mohl být výčtem.
Během doby, co sonda New Horizons letěla k Plutu, objevil Hubbleův vesmírný dalekohled další měsíce Pluta.
Při průletu měla sonda k průzkumu Pluta i všech jeho měsíců pouze několik hodin. Všechno muselo být připraveno předem, vše se nahrávalo do paměti a teprve následně se výsledky pozorování a měření pomalu vysílaly k Zemi. Přenos dat trval celých 16 měsíců a během této doby se lidstvu vynořil z temnoty úchvatný pohled na čtyři miliardy kilometrů vzdálené Pluto a jeho průvodce Charona. Pluto je těleso menší než náš Měsíc, a je docela světlý. Může za to dusíkový led, který je rozpukaný a svědčí o zajímavé geologické historii tohoto tělesa. Na povrchu je kromě dusíkového též vodní led a zmrzlý metan. Když sonda prolétla stínem Pluta, vyfotografovala v protisvětle jeho řídkou modrou dusíkovou atmosféru. Naproti tomu měsíc Charon je docela jiný svět. Charon je v porovnání s Plutem podstatně tmavší a na jeho ledovém povrchu se nachází množství rýh a kráterů a také veliká hnědá skvrna přesně v místě, kterým je Charon natočený k Plutu. Sonda pořídila portréty i všech ostatních menších měsíců Pluta.

Okraj dusíkového ledovce na Sputnik Planum.

Dráha sondy New Horizons byla přesně daná a tak se hledalo ještě vzdálenější transneptunické těleso, které by bylo možné navštívit. To se podařilo Hubbleovu vesmírnému dalekohledu v roce 2014. Planetka byla pracovně nazvaná Ultima Thule (ostrov na okraji poznaného). Bylo to velice šťastné označení, protože se ukázalo, že se jedná o dvě spojená, víceméně kulovitá tělesa. Většímu se tak začalo říkat Ultima a menšímu Thule. Naznačovala to už pozemská pozorování zákrytu hvězdy tímto tělesem, kdy se povedlo určit nejen přibližný tvar, ale i jeho velikost.
Sonda proletěla kolem Ultima Thule 1. ledna 2019. Doba průletu činila pouhé sekundy a světla bylo k dispozici 19 000 krát méně než na Zemi! Přesto se pozorování podařilo a ukázalo se, že Ultima Thule má načervenalou barvu a na rozdíl od planetek hlavního pásu mezi Marsem a Jupiterem je jeho povrch velmi hladký, téměř bez kráterů. Svědčí to o skutečnosti, že se jedná o velice staré těleso s vlastnostmi uchovanými z doby vzniku Sluneční soustavy. Oficiální označení tohoto transneptunického tělesa je dnes (486958) Arrokoth.

Arrokoth alias Ultima Thule, za našeho života, ale možná i za života našich dětí, nejvzdálenější těleso navštívené kosmickou sondou.

Kosmická mise New Horizons stála 850 miliónů USD, což je přibližně tolik, jako výdaje za jeden den pobytu americké armády v Iráku, nebo polovina předpokládaných nákladů na přesun brněnského nádraží. Za tyto prostředky se však podařil malý technologický a kosmický zázrak, který výrazně posunul hranice lidského poznání. V srdci prof. Druckmüllera zůstane Arrokoth navždy jako Ultima Thule a Pluto bude kroužit kolem Slunce jako plnokrevná planeta, zaslouží si to. Stejně tak to vidí i Alan Stern a jeho tým, který sestrojil a provozoval úžasnou sondu New Horizons. Můžeme tedy říci, že v roce 2015 prozkoumala NASA pomocí kosmických sond devět z osmi planet a ještě něco navíc.

Přednáška se těšila velikému zájmu, o čemž svědčil počet rezervací. 

Přednáška byla nejen popisem fantastických objevů kosmické sondy New Horizons, ale měla i druhý rozměr - strhující příběh Pluta.

Počet návštěvníků překonal nominální kapacitu planetária.

Velice si vážíme toho, že prof. RNDr. Miloslav Druckmüller, CSc. přijal naše pozvání a vystoupil na ždánické hvězdárně. Pokud vše půjde dobře, můžeme se v příštím roce těšit na jeho další přednášku.