Japonský průzkumník Van Allenových radiačních pásů

Autor: Spaceflight101.com
Vylepšená japonská raketa Epsilon odstartovala v úterý 20. prosince v poledne našeho času k nočnímu nebi z rampy kosmodromu Kagošima na ostrově Kjúšú. Šlo o premiérový let této vylepšené varianty a nákladem na této misi byl výzkumný satelit označovaný zkratkou ERG (Exploration of Energization and Radiation in Geospace). Tato družice se vydala na silně protáhlou oběžnou dráhu, která protíná van Allenovy pásy kolem Země. Právě na jejich výzkum se nová sonda zaměří. Japonci si od ní slibují lepší pochopení částicově-vlnové interakce v tomto silném magnetickém poli.
Vylepšená raketa se někdy označuje též jako Enhanced Epsilon a konstrukčně vyhází z nosiče Epsilon, který letěl jen jednou – v roce 2013. Díky vylepšením vzrostla nosnost této rakety o celých 30%. Změny spočívaly především v odstranění zbytečné zátěže, zesílení druhého stupně, který pojme více paliva a změnami prošly i trysky na druhém a třetím stupni, které jsou nyní odolnější.
Jelikož raketa používá větší druhý stupeň s pevnou tryskou, měří vylepšený Epsilon o 1,6 metru více, než jeho předchůdce, ale i tak je to stále jen 26 metrů vysoký stroj. Jelikož druhý stupeň zesílil, už nepotřebuje, aby jej ukrýval aerodynamický kryt. Nabízí se tak více místa pro náklad, takže vylepšený Epsilon může nést i vyšší satelity.
Raketa Epsilon přišla jako nástupce japonské rakety M-V, která odešla do důchodu v roce 2006, protože přestalo být ekonomicky únosné provozovat raketu, která při relativně malé nosnosti (1850 kg na LEO) stála více než 90 milionů dolarů. Epsilon přitom stojí jen polovinu a do budoucna by měl ještě zlevnit. Právě úspory byly při vývoji nové rakety jedním z hlavních faktorů. Použily se proto osvědčené komponenty, předstartovní příprava se co nejvíce zjednodušila a v široké míře se vsadilo na automatizaci při předstartovních i letových operacích.
Autor: spaceflightnow.com
Jakmile bylo jasné, že je raketa i náklad v dobrém stavu a přišlo i potvrzení o správném počasí, odpalovací týmy v čase T-15 minut nakonfigurovaly raketu pro let. 70 sekund před startem začala závěrečná fáze odpočtu. K přepnutí na vnitřní baterie došlo v čase T-55 sekund a ve stejnou chvíli se aktivovaly pyrotechnické šrouby, počítač se připnul do letového režimu a ještě naposledy zkontroloval systém naklápění trysky prvního stupně.
95 tun vážící raketa Epsilon se tak mohla postarat o pěknou podívanou, když ve 20:00 místního času vyrazila k temné obloze. Vpřed ji hnaly tři postupně zapalované stupně na tuhé palivo První stupeň je ve skutečnosti lehce upravenou verzí urychlovacího bloku ze známější rakety H-II, která nedávno vynášela zásobovací loď HTV-6. Jeho úkolem bylo dostat při tahu 220 tun raketu mimo atmosféru. Raketa měla při startu 2,3× vyšší tah, než hmotnost a díky tomu přešla rychle do nadzvukové fáze letu. Motor pálil 600 kilogramů paliva každou sekundu a první stupeň dohořel 109 sekund po startu, když raketa letěla rychlostí 2,5 km/s.
Autor: Spaceflight101.com
Následovala další přeletová fáze s vypnutým motorem a teprve když byla sestava na správném místě, zapálil se třetí stupeň KM-V2c. Jeho původ můžeme také dohledat u rakety M-V. Stupeň stabilizovaný rotací s tahem téměř deset tun, hořel šest a půl minuty, až výsledná rychlost narostla na 10,2 km/s. Konečná dráha tak má nejnižší bod ve výšce 219 km a nejvyšší leží 33 200 km vysoko, přičemž dráha je o 31° skloněna vůči rovníku.
Pokud je to potřeba, je možné doplnit ještě dodatečný stupeň označovaný jako Post Boost Stage, který zajistí jemné úpravy oběžné dráhy, což se hodí tehdy, pokud má být cílová dráha kruhová. V případě aktuální mise to nebylo potřeba – výrazně protáhlá dráha potřebovala jen hrubou sílu základní třístupňové verze. Jelikož let probíhal podle plánu, mohla se třináct a půl minuty po startu od horního stupně oddělit samotná 365 kg těžká sonda ERG.
Tato mise je provozována pod hlavičkou japonské kosmické agentury JAXA a má studovat zemské radiační pásy a jevy, které v nich probíhají. Specialisté doufají, že díky tomu lépe pochopí vliv kosmického počasí na jevy, které ovlivňují provoz satelitů, ale i zdraví astronautů na oběžné dráze. Samotná družice ERG má tvar kvádru s rozměry 1,5 × 1,7 × 2,7 metru a disponuje čtveřicí solárních panelů, které se postarají o dodávku energie.
Satelit disponuje dvojicí pevných pětimetrových ramen se senzory a čtveřicí 15 metrů dlouhých drátových senzorů, které budou sbírat údaje při průletu skrz moře nabitých částic v zemském elektromagnetickém poli. O přítomnosti těchto pásů jsme se přesvědčili už v roce 1958 díky senzorům na první americké družici Explorer-1. Od té doby jsou tyto neviditelné pásy objektem podrobného výzkumu.
Autor: spaceflightnow.com
Sonda ERG by měla zmapovat mechanismy, které vedou ke vzniku, urychlení a nakonec i ke ztrátě energie vysoce energetických elektronů. To by mohlo pomoci pochopit chování a vznik kosmických bouří. Nová japonská sonda se připojí k ostatním dřívějším a budoucím průzkumníkům, kteří studují van Allenovy pásy a jejich chování ve vztahu ke slunečnímu větru. Oběžná dráha sondy je zvolena tak, aby sonda mohla přímo na místě zkoumat podmínky v pásech. V nejvyšším bodě proto prolétá vnějším radiačním pásem, kde dochází k největším urychlovacím procesům.
Japonská sonda disponuje přístroji, které jsou schopné provádět analýzu nabitých částic v širokém energetickém spektru, ale dokáží sledovat i vlastnosti plasmatu a elektromagnetických vln, které pronikají skrz pásy a mají na svědomí urychlování částic. Prvním přístrojem je PPE (Plasma and Particle Experiment), který se skládá ze čtyř detektorů elektronů a dvojice iontových detektorů. Jejich úkolem je sbírat data o částicích ve všech energetických spekter až do relativistických rychlostí.
Autor: Spaceflight101.com
Jak již zaznělo na minulých řádcích – sonda ERG cílí na elektrony,především pak na to, jak jsou tyto částice urychlovány v radiačních pásech. Data z této sondy by měla pomoci pochopit neuvěřitelně komplexní párování napříč energiemi, které je poháněné vysoce energetickými procesy kosmického počasí.
Zdroje a doporučené odkazy:
[1] Spaceflight101.com
[2] Spaceflightnow.com
Převzato: Kosmonautix.cz