TPF - objevíme druhou Zemi?

Součástí nového programu výzkumu vesmíru, který ohlásil v lednu 2004 americký prezident George Bush, je i hledání planet zemského typu u blízkých hvězd pomocí dalekohledů nové generace. Řešením tohoto problému se bude mj. zabývat projekt s názvem TPF (Terrestrial Planet Finder - "hledač" planet zemského typu), který se nachází ve fázi přípravných prací.

10. 5. 2004 informovala Laboratoř tryskového pohonu JPL (NASA), že do další fáze projektu byly vybrány dvě varianty systému TPF, které budou vypuštěny při samostatných startech, avšak budou společně pracovat na zadaném úkolu hledání planet podobných Zemi.

Projekt TPF je součástí amerického programu s názvem Origins Program (viz http://origins.jpl.nasa.gov/index1.html), jehož úkolem je výzkum planet, hvězd a galaxií a hledání života ve vesmíru. První etapa projektu TPF, kdy byly studovány a vybírány technologické koncepce a určovány základní vědecké cíle, začala v březnu 2000. Postupně bylo prostudováno více než 60 různých variant návrhů. V lednu 2001 komise vybrala 4 návrhy, které se jí zdály z technologického hlediska nejvíce reálné:

• dva návrhy infračervených kosmických interferometrů (několik nevelkých dalekohledů umístěných na pevné konstrukci nebo flotila volně letících samostatných dalekohledů)
• dva návrhy koronografů se zrcadly různých průměrů, pracující ve viditelném světle.

V prosinci 2001 bylo provedeno definitivní posouzení návrhů a v dubnu 2002 byly čtyři vybrané koncepce doporučeny k dalšímu rozpracování. V květnu letošního roku bylo definitivně rozhodnuto o vývoji a výrobě dvou variant zařízení ke hledání planet zemského typu, obíhajících kolem blízkých hvězd podobných Slunci:

TPF-C - tento projekt počítá s konstrukcí dalekohledu vybaveného zrcadlem eliptického tvaru o rozměrech 4 x 6 m. Družice bude fungovat jako koronograf, který známe z pozemské praxe pozorování Slunce. Umožňuje astronomům pozorovat slabé světlo sluneční atmosféry díky odstínění silně svítícího "povrchu" Slunce. Astronomická observatoř TPF-C bude vybavena speciálním diskem, jehož úkolem bude "odstranit" intenzívní záření hvězdy, což umožní zaregistrovat i velice slabé světlo případných planet, jejichž jasnost bude přibližně miliardkrát nižší než jasnost hvězdy. Detektory dalekohledu budou registrovat záření o vlnových délkách 0,5 až 0,8 mikrometru. Projekt se zaměří na podrobné sledování přibližně 35 hvězd spektrálních tříd F, G a K ve vzdálenostech do 50 světelných let od Slunce. Pomocí dalekohledu TPF-C budou astronomové pátrat především po planetách zemského typu, které se nacházejí v tzv. zóně života (v oblasti kolem hvězdy, kde na planetách může existovat voda v kapalném stavu), tj. ve vzdálenostech od 0,7 do 1,5 AU (1 AU = vzdálenost Země od Slunce). Start by se mohl uskutečnit v roce 2014.

TPF-I - druhý vybraný projekt bude tvořen flotilou dalekohledů, pracujících v oboru infračerveného záření. Soustava 5 dalekohledů bude udržovat s velkou přesností neměnné vzájemné polohy. Úkolem této mise bude sledování více než 150 hvězd spektrálních tříd F, G a K (i některých dalších), které se nacházejí do vzdálenosti 80 světelných roků od Slunce. Dalekohledy budou detekovat záření o vlnových délkách 6,5 až 13,0 mikrometru. Start by se měl uskutečnit nejpozději v roce 2020.

TPF-I bude tvořit soustava dalekohledů o průměru několika metrů. Pokud budou rozmístěny v prostoru o základně 100 m, bude zařízení schopno studovat atmosféry planet u blízkých hvězd. Při základně 15 km bude možno také zkoumat případné měsíce těchto Zemi podobných planet. Soustava dalekohledů bude pracovat jako tzv. kosmický interferometr. Rozlišovací schopnost takové soustavy pak odpovídá jednomu dalekohledu o stejném průměru.

Soustava dalekohledů TPF-I by měla navázat na projekt DARWIN, na jehož vývoji pracuje Evropská kosmická agentura ESA. Jedná se o skupinu 8 kosmických dalekohledů o průměru 1,5 m, umístěných v libračním bodě L2 soustavy Slunce-Země, ve vzdálenosti 1,5 miliónu km od Země v opačném směru než Slunce. Start je zatím naplánován na rok 2014.

Další dva ze čtyř dříve vybraných projektů nebudou již dále rozpracovávány. Jedná se o koronograf s velkým segmentovým zrcadlem o rozměrech 10 x 12 m a o kosmický interferometr, pracující v infračerveném oboru, jehož jednotlivé dalekohledy měly být umístěny na dlouhé pevné konstrukci.

Souběžné pozorování ve vizuálním a infračerveném oboru záření umožní vědcům získat podrobné informace o chemických procesech, které probíhají v různých výškách atmosfér planet a na jejich povrchu. Pokud se podaří detekovat přítomnost oxidu uhličitého, vodních par, ozónu a metanu, vzroste tak šance na možnost existence minimálně primitivního života na dané planetě.

Rozsah činnosti projektu TPF je však mnohem širší. Jednak budou zkoumány planety zemského typu, jejich fyzikální vlastnosti a parametry oběžných drah, dále budou studovány i obří plynné planety a také "zbytky" materiálu, který zůstal na oběžných drahách kolem hvězd po tvorbě planet (planetky, kometární jádra, meteoroidy). Budou tak získány cenné informace pro upřesnění současných modelů vzniku planetárních soustav kolem mladých hvězd.

Zdroj: Novosti kosmonavtiki 7/2004 a http://planetquest.jpl.nasa.gov/TPF/tpf_architectures.cfm
Převzato: Hvězdárna Valašské Meziříčí