Zdeněk Pokorný, Příběh nesmrtelných poutníků – Cesta bez návratu
Zdeněk Pokorný, Příběh nesmrtelných poutníků – díl jedenáctý
(pokračování z minulé neděle)
To mellon asafes. Budoucnost je nejistá.
Sonda Voyager 2 opustila Neptunův systém a nezadržitelně uniká ze sluneční soustavy. K Plutu nepoletí, ten je teď v nevhodné poloze a vlastně v současnosti ani není nejvzdálenější planetou — tou je až do roku 1999 Neptun. Planeta Pluto bude zřejmě velice podobná družici Triton, usuzují odborníci, a to nejen svou velikostí. Ed Stone žertem prohodil: „Triton je pro nás na dlouhou dobu vlastně tím nejlepším pohledem na Pluto.“
Může se sonda setkat s nějakou novou, dosud neobjevenou planetou? Desátou planetou, planetou X? Ačkoli se na první pohled zdá, že naše odpověď nutně musí být nejistá a rozpačitá, není tomu tak.
Nejprve uveďme tato fakta: Voyager 2 minul u Neptunu „cílový bod“, tedy vypočítaný bod největšího přiblížení k planetě, o neuvěřitelně malý kousek: byl od planety o čtyři kilometry dále a o 33 kilometrů směrem na jih. Tímto bodem sonda prolétla se zpožděním pouhé jedné sekundy oproti plánu. Tato čísla neuvádíme nyní proto, abychom chválili precizní práci členů navigačního týmu. Důvod je hlubší.
Dráhu meziplanetární sondy počítáme vždy po krocích. Vyjdeme ze známého rozestavení těles, která mohou svou gravitací ovlivnit pohyb sondy, a vypočítáme výslednou gravitační sílu působící na sondu, která ji za krátký čas posune na jiné, nepříliš vzdálené místo. Za tuto „krátkou“ dobu (někdy je to třeba sekunda, jindy celý den) se ale změní i polohy okolních těles. Vyjdeme z těchto změněných poloh a znovu vypočítáme gravitační sílu, která na sondu působí, pak i její novou polohu. Tak se výpočty poloh sond i všech ostatních těles opakují krok za krokem.
Podstatné je, že při výpočtu můžeme vzít v úvahu jen známá tělesa. Tak tomu bylo i v případě Voyagerů: astronomové počítali se všemi planetami a s jejich velkými družicemi, samozřejmě také se Sluncem. Občas bylo sice třeba opravovat údaj o hmotnosti, poloze, nikdy však nemuseli spekulovat o tom, že ještě jedna či více dosud neznámých „planet“ v seznamu chybí. Protože kdyby tyto planety existovaly, ovlivňovaly by pohyb Voyagerů a v řídícím středisku by zaznamenali odchylky poloh, které by nešlo vysvětlit působením už známých těles. Nic takového nenastalo, a proto také při výtečně zvládnutých manévrech sondy došlo k precizním průletům sond kolem všech planet.
Tedy ještě jednou a nedvojznačně: planeta X neexistuje! Voyagery potvrdily už dříve tušenou představu, že bezprostředně za drahou Neptunu žádná další planeta není. Zdůrazněme ale slovo planeta: máme tím na mysli těleso přinejmenším tak velké jako Mars nebo Merkur. Jistěže tam mohou být tělesa menší, velikosti planetek či ledových družic, s nimiž jsme se v těchto odlehlých částech sluneční soustavy setkávali. Voyagery nám pak dokonce mohou pomoci taková tělesa vyhledat. Změní-li se totiž rychlost sond byť jen o málo, o zlomek metru za sekundu, lze tuto změnu zjistit z přesného vyhodnocení rádiového signá-lu a je možné začít pátrat po zdroji gravitačních poruch.
Oba naši poutníci nyní směřují k sousedním hvězdám. Protagonistou posledních dvou setkání byla sice dvojka, ale nezapomínejme ani na jejího společníka, který už dlouho osamoceně letí vesmírem. Jednička se nám teď připomene ještě jednou — posledními snímky vůbec. Budou stejně unikátní jako památné záběry Země s Měsícem, které k ná-m sonda vyslala jako první před dvanácti a půl rokem, krátce po svém startu.
Ve středu 14. února 1990 se sonda natočila zpět ke Slunci, aby z mírného nadhledu a ze vzdálenosti 6 miliard kilometrů pořídila rodinný portrét naší planetární soustavy. Z těchto posledních 64 snímků pak v Laboratoři tryskového pohonu vznikla mozaika, kterou by si měl prohlédnout asi každý pozemšťan.
Nejdříve byly na řadě snímky Neptunu a Uranu. Obrázky se trochu rozmázly, protože sonda se vzhledem k těmto planetám za 15 sekund expozice poněkud posunula. Další planeta Saturn byla už od sondy tak daleko, že vzájemné posunutí během expozice se na snímku nijak neprojevilo. Saturn je zachycen spolu s prstenci, i když vše je filigránské až běda.
Pak jednička svými kamerami sejmula obraz Slunce a úzkoúhlou kamerou zachytila Mars, Jupiter, Zemi a Venuši. Mars se však utápí ve sluneční záři, podobně jako Merkur, který ani nebyl snímán. Pluto je také mimo dosah kamer: je příliš malý, tmavý a vzdálený, než aby mohl být zaznamenán.
Jenom Jupiter a Saturn zabírají více než jeden obrazový element kamery (každý snímek sestává přitom z 800 krát 800 obrazových prvků). Zato srpek Země zaplnil jen 0,12 obrazového elementu, je to doslova miniaturní tečka v černém poli. Kde vzít názornější důkaz křehkosti a zranitelnosti naší domovské planety?
Obě sondy jsou ve výborném technickém stavu. Teď už naštěstí nikdo nenavrhuje vypnout je a ponechat svému osudu. Sondy budou studovat mezihvězdné prostředí tak dlouho, jak to jen bude možné. Proto také ještě jednou (a asi naposledy) změní své jméno: od 2. října 1989, kdy formálně skončilo „setkání“ s Neptunem, se projekt označuje zkratkou VIM — Voyager Interstellar Mission.
Je až příznačné, že pouhých šestnáct dní po posledním přejmenování projektu Voyager začala další kapitola planetárního výzkumu. Ve středu 18. října 1989 odstartovala z nákladového prostoru raketoplánu Atlantis meziplanetární sonda Galileo. Tento robot po průletu kolem Venuše a po dvou těsných setkáních s naší Zemí zamířil k obřímu Jupiteru. Sonda Galileo je strojem další generace, schopným detailně prozkoumat planetu i její okolí. Část sondy — speciální přístrojové pouzdro — vniklo po předchozím oddělení od sondy do bezedné Jupiterovy atmosféry. Sonda Galileo dorazila k Jupiteru 7. prosince 1995, to byl její „den D“. Stala se první umělou družicí této planety a navzdory svému velkému hendikepu (nerozvinula se hlavní anténa pro komunikaci se Zemí a místo ní se proto pro spojení používá nevýkonná záložní linka) již po tři roky úspěšně plní své úkoly.
V době, kdy sonda Voyager 1 pořídila první snímky pozoruhodné Titanovy atmosféry, začala historie dalšího ambiciózního kosmického projektu. Dnes už je tento projekt realitou: 15. října 1997 v 8.43 světového času byla vypuštěna kosmická sonda Cassini/Huygens, jejímž cílem je tentokrát planeta Saturn a její satelit Titan. Po dvou těsných průletech kolem Venuše a jednom okolo Země, při nichž bude sonda urychlena jako gravitačním prakem, se koncem srpna 1999 vydá na cestu do vzdálených částí sluneční soustavy. V posledních dnech roku 2000 mine Jupiter a za dalšího tři a půl roku — počátkem července 2004 — dorazí k Saturnu. Stane se první umělou družicí této planety. Na začátku listopadu 2004 se ze sondy Cassini oddělí výsadkový modul Huygens, který bude nasměrován do neprůhledné Titanovy atmosféry.
Cassini/Huygens je na dlouhou dobu poslední tzv. „velkou“ (a náležitě drahou) kos-mickou sondou, protože nyní na přelomu století se prosadila jiná koncepce průzkumu sluneční soustavy: k cizím tělesům se vysílají menší, specializovaní roboti, jejichž vývoj netrvá tak dlouho a nevyžaduje tak vysokých nákladů, jako například příprava projektů Voyager, Galileo či Cassini/Huygens. Jenže… sprint není maratónský běh a výzkum vesmíru je tím nejdelším závodem, jaký kdy byl odstartován. Nerozebírejme však dál tento problém. Přinejmenším jeden velký projekt je ještě před námi, a tak — bez ohledu na detailní strategii kosmického výzkumu příštích let — máme všichni stejnou šanci být při tom. Můžeme s plným porozuměním sledovat všechny klíčové okamžiky letu a prožívat to, co v případě sond Voyager zůstává vyhrazeno už jen pamětníkům.
* * *
Vraťme se k sondám Voyager. V tuto chvíli, vážený čtenáři, nastává v líčení příběhů našich nesmrtelných poutníků zásadní zlom. Mění se znaménko času. Vše popsané až doposud se opravdu stalo a je částí naší minulosti, kterou si můžeme připomínat, učit se z ní, ale nelze ji už změnit. Jenže let sond nekončí a může jej sledovat každý z nás dle svých zájmů aspoň chvíli, když už nejsme nadáni stejnou nesmrtelností jako dva naši poutníci.
Nejen kamery, ale i mnohé další přístroje byly na obou sondách vypnuty. Aktivní zůstaly jen detektory nabitých částic, kosmického záření a magnetického pole. Data, která tyto přístroje budou vysílat na Zemi, zcela určitě nezaplní titulní stránky novin jako snímky cizích světů, získané při těsných setkáních s nimi, ale pro rozvoj astrofyziky budou be-ze-sporu velmi důležitá. Vždyť obě sondy budou sbírat údaje o vlastnostech prostředí, kam až dosud — mimo sondy Pioneer — nikdo jiný nepronikl!
Při zmínce o sondách Pioneer uveďme ještě jednu zajímavost. Voyagery byly při těsných průletech kolem planet urychleny natolik, že odlétají ze sluneční soustavy rychleji než kterákoli jiná sonda. Tak se 17. února 1998 ve 22.10 světového času ocitla jednička dál od Slunce i Země než do té doby nejvzdálenější sonda Pioneer 10. Od naší planety ji v onu chvíli dělila vzdálenost 10,4 miliardy kilometrů, což je téměř 70krát více než vzdálenost Země od Slunce. Od tohoto okamžiku je Voyager 1 na velmi dlouhou dobu nejvzdálenějším objektem ve vesmíru, který kdy lidská ruka vyrobila.
Voyagery budou hledat pomyslnou hranici naší sluneční soustavy. Tak můžeme označit rozhraní mezi heliosférou, kde hlavní roli hraje sluneční magnetické pole a částice slunečního větru, a volným mezihvězdným prostorem. Tato hranice — heliopauza — je zřejmě v různých směrech od Slunce různě vzdálena, neboť heliosféra není koule (jak by se podle názvu zdálo), ale jakási obří kapka, nejvíc deformovaná ve směru, kterým se celá sluneční soustava pohybuje. Heliosféra je vlastně obdobou magnetosfér planet. Oba Voyagery letí přibližně tím směrem, kde by měla být heliopauza Slunci nejblíže. Na začátku roku 1998 byla jednička více než deset miliard kilometrů daleko, dvojka osm miliard kilometrů, ale žádná z nich dosud na hranici heliosféry nenarazila. Můžeme jen doufat, že ji sondy dostihnou ještě v době, kdy budou o ní schopny vyslat na Zemi zprávu.
Voyagerům přibyl teď ještě jeden úkol, ryze astrofyzikální. Na pohyblivých plošinách byl ponechán v činnosti jako jediný přístroj ultrafialový spektrometr. Ten má za úkol měřit spektra vybraných hvězdných objektů — horkých hvězd, aktivních dvojhvězd, bílých trpaslíků a řady dalších z nepřeberné nabídky hvězdných specialit. Každý rok asi stovku objektů, až někdy do roku 2000.
Obě sondy opouštějí navždy sluneční soustavu. Mezihvězdný prostor je však zoufale prázdný a blízká setkání s jinými hvězdami, pokud nastanou, se odehrají až v daleké budoucnosti. Oba Voyagery budou někdy kolem roku 10 000 ve vzdálenosti teprve půl světelného roku; celý světelný rok budou mít za sebou, až se náš letopočet přiblíží roku 20 000. To je stále jen čtvrtina cesty k nejbližším hvězdám.
Hvězdu po Slunci nejbližší — Proximu Centauri — „mine“ dvojka v propastné vzdálenosti 3,2 světelného roku. Poněkud blíže bude mít k nejjasnější hvězdě naší pozemské oblohy — Síriu ze souhvězdí Velkého psa: 0,8 světelného roku. To bude asi v roce 300 000, možná trochu později. Ani jednička nepotká na začátku své mezihvězdné cesty nějaký dominantní cíl.
Takový je tedy začátek věčné cesty našich dvou poutníků. Ale jak dlouho budou obě sondy ještě aktivní? Co pravděpodobně způsobí, že se jednoho dne stanou jen chladným kusem hmoty, letícím dál ke hvězdám? Podívejme se na věc z ryze technické stránky.
Souvisí to s přesností stabilizace sondy a s rychlostí předávání naměřených dat na Zemi. Stručně řečeno, čím přesněji je sonda stabilizována, tím vyšší přenosovou rychlostí může vysílat data k Zemi. Ale trochu konkrétněji: kdyby kupříkladu Voyager 2 byl stabilizován v prostoru s přesností alespoň na 0,5 úhlového stupně a kdyby přenosová rychlost byla maličká — jen 20 bitů informací za sekundu — pak by sonda pracovala ještě 40 let, počítáno od doby průletu kolem Neptunu. Tudíž asi do roku 2030. Kdyby se ale kvalita stabilizace zvýšila na 0,16 stupně, pak by se spojení se sondou udrželo ještě dalších 40 let! Podobně je tomu u jedničky.
Neuvěřitelné! Tak dlouho, až téměř do poloviny budoucího století by mohlo fungovat propojení mezi oběma poutníky a jejich tvůrci (či jejich potomky) na Zemi. Vždyť tou dobou by snad aspoň jedna ze sond prolétla heliopauzou a ocitla se skutečně „venku“, ve zcela ryzím mezihvězdném prostoru.
Je tu však několik otazníků. Kupodivu asi nejmenším problémem je schopnost Sítě dálkového kosmického spojení zachytit slabé signály ze sond. Při možnostech proměn, jak jsme je zažili při letu dvojky k Uranu a Neptunu, je reálný předpoklad, že by sondy bylo slyšet (a šlo by je ovládat) na vzdálenost až neuvěřitelných 120 miliard kilometrů. Tak daleko budou až koncem 22. století nebo na začátku ještě dalšího století.
Problémem jsou zásoby hydrazinu, který je palivem pro 16 trysek stabilizačního systému. Asi 33 kilogramů u jedničky a 35 kilogramů u dvojky — to je stav z počátku roku 1998. S palivem je tedy třeba šetřit, aby vydrželo přinejmenším do roku 2030, kdy se zřej-mě projeví ještě jeden příznak neodvratného konce spojení se Zemí: někdy tou dobou ne-bu-de patrně sluneční čidlo schopno na nebi odlišit naši hvězdu od ostatních. Slunce z té dálky zcela ztrácí své výsadní postavení, stává se řadovou hvězdou mezi mnohými dalšími.
Tak tedy rok 2030 je oním koncem jedné etapy cesty poutníků? Bohužel — nikoli. Konec totiž přijde poněkud dříve.
Každý řetěz je natolik pevný, jak silný je jeho nejslabší článek. Tady tím nejslabším článkem je — energetický systém. Tři radioizotopové baterie na počátku letu dodávaly 470 wattů elektrické energie. Produkce elektřiny ale s časem klesá, až jednoho dne zcela ustane spojení sond se Zemí a předávání informací. Dnes je samozřejmě spotřeba na palubě Voyagerů velmi nízká ve srovnání s odběrem při planetárních průletech, vždyť je v chodu jen několik přístrojů a ty ještě lze čas od času vypnout. Ale i pár desítek wattů energie, které jsou nezbytné pro provoz sondy, zakrátko k dispozici nebude. Kdy přesně? Už v roce 2015? Nebo o deset let později, jak naznačují optimističtější propočty?
Pro nás pozemšťany bude toto poslední vydechnutí sond příznakem naprostého konce příběhu. Dál už nebude existovat nic, co by nás s těmito poutníky přímo spojovalo.
Ne, to určitě není pravda!
Sondy jsou přece naší vizitkou. Je to několik desítek tisíc součástek, dovedně sestavených dohromady, které pracovaly, měřily a zkoumaly. Sondy jsou svědectvím o tom, jakou technologii měli lidé k dispozici v 70. letech dvacátého století. Lepší tenkrát neexistovala.
Se sondami nás nadlouho budou spojovat vzpomínky. Ale také naděje, že se opět potkají s nějakou civilizací. Sondy totiž s sebou nesou zprávu — poselství pozemšťanů.
(dokončení příští neděli)
Zdeněk Pokorný, Příběh nesmrtelných poutníků. Vydalo v roce 1995 nakladatelství Rovnost.
