Úvahy o velkém kosmickém dalekohledu

Jak velkého dalekohledu? Uvažuje následovně: Raketa Ares V bude schopná dopravit na nízkou oběžnou dráhu kolem Země náklad o hmotnosti 130 tun. Ve variantě pro přepravu nákladu na Měsíc by měla být dostatečná k vynesení dalekohledu s primárním zrcadlem o průměru 8 m. Pro porovnání – Hubblův kosmický dalekohled HST je vybaven objektivem o průměru 2,4 m (viz obrázek).

„Jaká je současná typická praxe astronomů?“ ptá se Stahl. „Postaví velký dalekohled ve vysokohorském prostředí, tj. v oblasti s dobrými pozorovacími podmínkami, kde jej využívají celá desetiletí. Přitom po několika měsících či rocích vyměňují jednotlivé přístroje a detektory a nahrazují je novými, modernějšími, které umožní další kvalitní využívání dalekohledu.“ Hubblův kosmický dalekohled pracuje na oběžné dráze kolem Země podobným způsobem. Na palubě raketoplánu k němu přiletí skupina kosmonautů-opravářů, kteří provedou opravy a výměny jednotlivých přístrojů kosmické observatoře. Oběžnou dráhu můžeme přirovnat k vysoké „hoře“, kam se musí kosmonauti při údržbě dalekohledu dostat.

Avšak Philip Stahl chce jít ještě dál za oběžné dráhy kolem Země, mnohem dál, až do oblasti tzv. Lagrangeova libračního bodu L2. Librační body jsou v podstatě jakási „parkoviště“ v soustavě dvou těles. Jestliže umístíme kosmickou sondu do některého z libračních bodů například v soustavě Slunce-Země, zachovává dlouhodobě svoji polohu vůči Slunci i Zemi bez dodatečných dráhových korekcí. Francouzský matematik Joseph Louis de Lagrange vypočítal v 18. století polohy a vzdálenosti těchto libračních bodů, jejichž polohy jsou znázorněny na obrázku.

Librační bod L1 se nachází přibližně ve vzdálenosti 1,5 miliónu km od Země, na spojnici Slunce-Země (nad denní polokoulí) – je to vhodné místo pro nepřetržité sledování Slunce. „Parkuje“ zde například sluneční observatoř SOHO.

Librační bod L2 se nachází rovněž na spojnici Slunce-Země, ve vzdálenosti zhruba 1,5 miliónu km, avšak na opačné straně Země (na její noční straně). Jasná tělesa, jako je Slunce, Země a Měsíc, jsou koncentrována na malé části oblohy. Librační bod L2 je proto výhodný pro umístění kosmických observatoří, které mají za úkol studovat vzdálené objekty noční oblohy. Jednou ze současných družic, které se zde nacházejí, je observatoř WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe). V roce 2013 by měl být do této oblasti dopraven i nástupce Hubblova kosmického dalekohledu – dalekohled JWST (James Webb Space Telescope) s objektivem o průměru 6,5 m.

Seznam tajných přání, tedy kosmických projektů, které by chtěli astronomové realizovat pomocí rakety Ares V, obsahuje například návrh radioteleskopu o průměru 150 m, jehož součástí by byla nádrž ve tvaru krychle o rozměrech 5x5x5 m, naplněná super čistou vodou, s detektory k registraci světelných záblesků, vyvolaných srážkou kosmického záření s molekulami vody. Optický dalekohled s hlavním zrcadlem o průměru přes 8 m by mohl také pátrat v naší Galaxii, případně v jiných blízkých galaxiích, po populaci velmi starých hvězd za účelem studia jejich vývoje. Mohl by také sloužit k zaznamenání „spektra podobného Zemi“, tj. slabého signálu života ve světle, odraženém exoplanetami.

Rozlišovací schopnost dalekohledu by byla více než 3krát vyšší než u Hubblova kosmického dalekohledu. Ještě důležitější je fakt, že tímto dalekohledem bychom mohli pozorovat 11krát slabší objekty, protože optická plocha velkého dalekohledu by 11krát překročila plochu objektivu HST. Doposud byla takováto zrcadla považována za příliš velká. Příští generace kosmických dalekohledů, jako je například JWST (který bude rovněž umístěn do libračního bodu L2), byla považována za možnou cestu k budoucím obřím kosmickým dalekohledům. Hlavní zrcadlo kosmické observatoře JWST o průměru 6,5 m se bude skládat z několika segmentů, pečlivě rozložených do jednoho celku až ve vesmíru. Avšak budoucí raketa Ares V dovolí umístit pod její aerodynamický kryt mnohem větší objekty až do průměru 12 m (jak uvádějí některé výhledy NASA). To dovoluje uvažovat o objektivu z jednoho kusu o průměru 8 m, jakým je vybaven například pozemní dalekohled Gemini Telescope.

Philip Stahl vidí servisní mise jako klíč k úspěchu. „Proč konstruovat kosmické dalekohledy na 10 či 15 let? Navrhněme je tak, aby bylo možné jednotlivé komponenty dalekohledu průběžně vyměňovat po dobu například 50 roků.“ Kontrolní, servisní a přístrojová sekce budou dostatečně malé, takže jejich nahrazení bude možné realizovat pomocí malých dopravních prostředků. Možnost výměny všech životně důležitých součástí velké kosmické observatoře v automatickém režimu by mohla být začátkem nové éry ve výzkumu vesmíru.

Zdroj: science.nasa
Převzato: Hvězdárna Valašské Meziříčí