LightSail A je mrtev, ať žije LigthSail 1!

O pokusech se slunečními plachetnicemi jsem už měl možnost se tady párkrát rozepsat. Stále se sice experimentuje, ale je více a více zřejmější, že se jedná o zajímavý a hlavně levný způsob urychlení družice, který lze využít nejen pro meziplanetární lety, ale také jako pomoc při úklidu vysloužilých družic na oběžné dráze – a to ať už směrem do atmosféry Země, tak pro její nasměrování mimo gravitační sféru Země. Za naši pozornost stojí zcela nový přístup v Planetary Society.

Tato soukromá organizace se nejprve snažila o vynesení plachetnic na oběžnou dráhu pomocí ruských „demilitarizovaných“ balistických raket, které byly vypouštěny z ponorky – viz suborbitální (neúspěšný) let se 2 plachtami v r. 2001 a další neúspěšný start plnohodnotné plachetnice Cosmos 1 v r. 2005. Projekt byl velmi ambiciózní – hmotnost 100 kg, délka ráhna plachty 15 m a celková plocha 8 plachet činila 600 m2. Další vývoj proto vedl jinými a jednoduššími cestami, koncept Cosmos 1 byl odložen.

V roce 2008 se NASA pokusila o let s plachetnicí NanoSail-D, která na bázi 3U (tzn. tří jednotek modulárního družicového systému CUBESATo rozměru 10x10x10 cm), hmotnosti 4 kg a ploše plachty 10 m2 měla provést základní testy napnutí plachty a manévrování na oběžné dráze kolem Země. Bohužel, nosná raketa Falcon 1 nedosáhla oběžnou dráhu a celý náklad zanikl v atmosféře. V roce 2010 se konečně podařilo pomocí rakety Minotaur vynést záložní sondu NanoSail D2 a ta se i přes počáteční technické problémy počátkem roku 2011 úspěšně svým tvůrcům i pozemským pozorovatelům předvedla.

Mezi tím se Japonsko postaralo o překvapení se sluneční plachetnicí Ikarus, která se spolu se sondou Akatsuki (alias Venus Climate Orbiter) vypravila v r. 2010 k Venuši. Projekt úspěšně demonstroval možnosti akcelerace a též změny náklonu plachty a tím i směru letu v meziplanetárním prostoru! Stojí za připomenutí hmotnost 315 kg a plocha plachty 196 m2. Sonda se chová (i dnes – sic!) podle předpokladů, přitom její hlavní mise již byla ukončena, ale čas od času ji JAXA ještě sleduje a probouzí z hibernace (naposledy v květnu 2015, další tj. páté probuzení se plánuje na prosinec 2015). Momentální rychlost sondy činí asi 500 m/s – a to vše prosím bez jediného gramu paliva.

Náš zájem je totiž stále tentýž – plachetnice by díky trvalému radiačnímu tlaku slunečních fotonů dosáhla postupně rychlost 45 m/s (v okolí Země) za 1 den, za 100 dní je to už 4,5 km/s a za 2,75 roku to bude slušných 45 km/s – jinými slovy, Pluto by taková plachetnice dosáhla za 5 let – a to prosím tlak úměrně vzdálenosti od Slunce klesá. Jiný problém představuje levná likvidace kosmického smetí kolem Země, přesun vysloužilých družic do atmosféry Země (a tím i jejich likvidace) či naopak jejich vyvedení na vysokou orbitální dráhu. O letech k malým tělesům ani nemluvě – jen je potřeba vše odzkoušet, odstartovat a být dostatečně trpělivý.

Jak známo, nejen o výzkum a nové technologie, ale i o peníze jde až na prvním místě – tož pojďme si něco připomenout k neuvěřitelnému balíku peněz (1 241 615 USD), který se na základě soukromých darů podařilo přes Kickstarter sehnat po úspěšném letu sluneční plachetnice na nízké oběžné dráze kolem Země. Bill Nye, CEO, The Planetary Society má jistě velkou radost. Těším se tedy spolu s vámi na nový experiment pro příští rok. Ale pěkně popořádku.

Vraťme se v čase do 20. května 2015 – mise plachetnice začala na palubě rakety ATLAS V, která odstartovala z Cape Canaveral. Sonda se potýkala po dosažení oběžné dráhy s výpadky spojení a telemetrie- příčinou byla závada na bateriích a tak plánové rozbalení plachet bylo odsouváno - plachta se nakonec rozvinula 7. 6. Dráha sondy v apogeu dosahovala až kolem 700 km, její sestup během tří týdnů představoval pokles o 180 km (na 523 km dne 12.6.). Samozřejmě se plachetnice stala vděčným objektem pro pozemní sledování foto-, video- a rádio-astronomy. Autorům software ale neustále dělaly vrásky samovolné restarty avioniky – toto je velký problém a výzva pro nový letový experiment. Programátorům se celkem rychle podařilo najít řešení jak zamezit samovolným restartům, které jsou způsobeny dopady nabitých částic. Navrhli novou verzi programu, ale nebylo jak na sondě tento sw aktualizovat – řešením by bylo fyzicky sondu restartovat tak, jako občas restartujeme počítač. No co už, příště to bude jistě lepší.

Podařilo se prokázat funkčnost konceptu rozbalení a napnutí plachty – to vše bylo dokumentováno 9. 6. 2015 a na přiložených snímcích je vidět jak se napjatá plachta jevila jednomu „rybímu oku“ 2 Mpx kamery na palubě – na ráhně plachty v ose X. Bohužel než mohli technici získat i další snímek z druhé kamery, systém vydal 11. 6. poslední dlouhý a bohužel zmatený „datový výkřik“ a pak se definitivně odmlčel. Z pozice gyroskopů na palubě sondy bylo zřejmé, že se plachetnice otáčí kolem všech os (dne 10. 6. to bylo 6,7 °/s v ose X, 2,4 °/s v ose Y a 0,3 °/s v ose Z – tato osa představuje osu sondy na výšku). V dalších dnech se díky pozemním pozorovatelům zjistilo, že se toto otáčení se snižováním oběžné dráhy zrychluje.

14. června 2015 v17:23 UTC byla po 25 dnech letu a manévrování na nízké oběžné dráze kolem Země mise LightSail ukončena – plachetnice shořela v atmosféře ve výšce kolem 78 km nad jižním Atlantikem. Dohady ale přinesl další zaznamenaný rádiový signál 15. 6. 2015 v 01:39 UTC zachycený německým rádiopozorovatelem, který by mohl být interpretován tak, že kolem Země ještě ve výšce 53,6 km mohl prolétat zbytek 3U konstrukce s fungující avionikou.

Další projekt s označením LightSail 1 je plánován na konec roku 2016.

P.S. Mám sen – třeba se toto vše stane inspirací pro vlastní vývoj sluneční plachetnice v Česku.