Jak a kdy poletí lidé k asteroidu?

Prvním a logickým krokem k realizaci projektu ARM je volba, kam tedy vlastně poletíme. „Výběrové řízení“ na vhodný blízkozemní asteroid (to jsou takové asteroidy, které obíhají Slunce v podobné vzdálenosti jako naše planeta) spustila NASA už v roce 2014 a zapojila do něj teleskopy pozemské i kosmické, kupříkladu i dalekohled NEO WISE, který byl na nízké zemské orbitě probuzen z hibernace, aby mimo jiné pátral po potenciálně nebezpečných tělesech pro Zemi.

V současnosti NASA pracuje se čtyřmi „finalisty“ pro užší výběr, často jsou to již do jisté míry prozkoumaná tělesa. V seznamu figuruje asteroid Itokawa, v roce 2005 navštívený japonskou sondou Hayabusa, která se v červnu 2010 vrátila na Zemi s kontejnerem se vzorky hornin z povrchu Itokawy. Dále narazíme na těleso Bennu, ke kterému za stejným účelem odstartuje letos v září americká sonda OSIRIS-REx a dorazí k němu v srpnu 2018. Třetí do kvarteta, asteroid 1999 JU3, je rovněž důležitým cílem v programu meziplanetárních sond, protože právě k němu momentálně míří plavidlo Hayabusa 2, které Japonci vypustili do kosmu v prosinci 2014 a v cíli je očekáváno po sérii gravitačních manévrů v červenci 2018.

Favoritem pro finální výběr cíle projektu ARM je však asteroid 2008 EV5, který zase rovněž zvažuje Evropa pro odběr vzorků při misi sondy Marco Polo-R. Hovoříme o asteroidu o průměru kolem 420 metrů, který se na své dráze dostává maximálně 156 milionů kilometrů od Slunce. Je to těleso bohaté na uhlík a těkavé látky, radarové pozorování zase ukazuje na jeho povrchu přítomnost menších skal, vhodných pro odběr během projektu ARM, a rovněž pohyb uvolněného materiálu.

Pozorování oblohy a tipování vhodných těles pro přílet robotické lodi s „drapákem“ bude ještě pokračovat a NASA zřejmě na finalistu definitivně ukáže prstem až na přelomu let 2020 a 21.

Rok 2021 je momentálně v plánu projektu ARM zvýrazněn jako start bezpilotní vesmírné lodi ARRM (Asteroid Redirect Robotic Mission), která odebere z blízkozemního asteroidu balvan o průměru několika metrů a odletí s ním na lunární orbitu.

ARRM se má do vesmíru vydat už za pět let a momentálně běží první fáze přípravy této lodi, v níž čtyři americké soukromé firmy zpracovávají studie možného konstrukčního řešení takového korábu. Jmenovitě jde o firmy Lockheed Martin, Boeing, Orbital ATK a Space Systems/Loral. Zvažuje se použití nějaké běžné komerční platformy pro komunikační družice, ARRM však bude velmi speciálním projektem. Bude mít například výkonné iontové motory, od kterých si NASA kromě dopravy lodi k asteroidu slibuje i demonstraci technologií pro budoucí mise na Mars a rozvinutí vesmírných zkušeností soukromých firem pro budoucnost. Iontový pohon také sníží celkovou cenu mise i riziko, že náklady budou ve výsledku výrazně vyšší oproti plánu.

Návštěva astronautů zase vyžaduje ARRM vybavit stykovacím uzlem pro loď Orion, zábradlím pro přechod astronautů ve skafandrech „venkem“ k zachycenému balvanu, box s nářadím pro ně a také třeba S-pásmovou anténu.

Třešínkou na dortu při stavbě ARRM bude mechanismus složený z tří vzpěr plus vrtáků, který zajistí přistávací kontakt, odebere z povrchu asteroidu několikametrový balvan a zabezpečí jej pro odlet (viz titulní obrázek článku), jeho vývoj a testy momentálně běží ve střediscích NASA.

Druhá fáze přípravy plavidla ARRM bude zahrnovat stavbu lodi jednou z firem, které nyní pracují na designových studiích, ve spolupráci s NASA.

ARRM odstartuje ze Země, dorazí k asteroidu, provede zevrubný bezpilotní průzkum, odebere z povrchu balvan, dále demonstruje pro možné budoucí stavy nouze malou změnu dráhy planetky metodou gravitačního traktoru a zamíří k Měsíci, kde na oběžné dráze až 70 000 kilometrů vysoko nad šedivým povrchem vyčká s kusem skály z asteroidu příletu astronautů, tato orbita bude navíc retrográdní, tj. opačná proti lunární rotaci.

Asteroid Redirect Mission by se měla týkat čtvrtého startu lodi Orion s posádkou někdy v roce 2026. Raketa SLS vynese z Floridy kabinu Orion s dvěma pasažéry. Po 12 dnech letu by se měli astronauté spojit na vysoké lunární orbitě s plavidlem ARRM. Stykovka předznamená pět dní průzkumu skály z povrchu asteroidu dvojicí astronautů, na programu by měly být dva výstupy ve skafandrech, při kterých posádka odebere vzorky, zatímco hluboko pod nimi bude pomalu ubíhat Měsíc, Orion bude ale nejdříve muset celé soulodí s uchopeným kusem planetky vlastními motory pootočit asi o 20 stupňů kvůli úhlu osvětlení Sluncem a tepelným podmínkám pro práci lidí ve skafandru a také kvůli lepší komunikaci se Zemí.

Až bude hotovo, Orion s astronauty a vzorky hornin z asteroidu se odpojí od ARRM a zážehem motoru se navede na přeletovou dráhu zpět k Zemi, 24 dní ve vesmíru korunuje přistání do oceánu.

Zdařilá video-animace projektu ARMbr
(Zdroj: youtube.com/NASA)

Na závěr se nabízí otázka o smyslu celého trochu podivně naplánovaného podniku, který jistě spolyká mnoho miliard dolarů. Benefitů v něm najdeme ale poměrně dost: získávání zkušeností s novými technologiemi na půli cesty k Marsu, ochrana planety Země hlavně demonstrací gravitačního traktoru a průzkumem potenciálně nebezpečných těles.

Mnozí křičí, že vzorky z asteroidu by přivezl bezpečněji a za mnohem nižší sumu automat, viz OSIRIS-REx. Musíme si ale uvědomit, že astronaut má na rozdíl od automatu možnost myslet, posoudit, odkud odebrat jaké vzorky, aby byly zajímavé pro vědce na Zemi, v tom ostatně tkví i vědecký přínos misí Apollo. Jen je škoda, že posádka Orionu bude mít k dispozici jen malý kus povrchu asteroidu.

Měli bychom být také zvědaví, jak se na celý projekt ARM bude dívat nový americký prezident a jeho administrativa, kteří obsadí Bílý dům příští rok.  

Zdroje a doporučené odkazy:
[1] NASASpaceFlight.com 16. 3. 2016
[2] Projekt ARM na anglické wikipedii (aktualizováno 30. 1. 2016)