Úvodní strana  >  Články  >  Kosmonautika  >  NASA vyvíjí ponorku pro výzkum Saturnova měsíce Titan

NASA vyvíjí ponorku pro výzkum Saturnova měsíce Titan

Představa ponorky pro výzkum moře Kraken Mare na Saturnově měsíci Titan
Autor: NASA/NIAC

Stavba ponorky se stává složitější, pokud se má pohybovat v prostředí tvořeném kapalným metanem a etanem, kde teplota klesá na -185 °C. Výzkumníci z Washington State University již několik let spolupracují s NASA na zjištění, jak by mohla ponorka fungovat na Titanu – největším z měsíců planety Saturn a druhém největším měsíci ve Sluneční soustavě. Americká kosmická agentura plánuje vyslat opravdovou ponorku k průzkumu moří na Titanu zhruba za 20 let. K usnadnění konstrukce si výzkumníci vytvořili v pozemské laboratoři model moře na Titanu.

Saturnův měsíc je pro astronomy mimořádně zajímavý, protože se podobá Zemi v jednom důležitém ohledu – na jeho povrchu se vyskytuje kapalina. Na rozdíl od téměř všech jiných míst ve Sluneční soustavě se na tomto měsíci nacházejí moře, řeky a oblaka, a podobně jako na Zemi i zde může pršet. Avšak na rozdíl od Země zde probíhá hydrologický cyklus založený na metanu.

NASA studovala planetu Saturn a její měsíce více než desetiletí na základě informací získaných kosmickou sondou Cassini. Kosmická ponorka, kterou NASA vyvíjí, musí být schopná dlouhodobého autonomního fungování. Bude muset zvládnout studium podmínek v oceánu, ale i v atmosféře. Bude se pohybovat uvnitř moře kapalného metanu – bude plout na jeho povrchu a musí dokázat klesnout až na samotné mořské dno.

Černou a modrou barvou je vyznačena rozloha Kraken Mare na Titanu Autor: NASA/JPL-Caltech/ASI/USGS
Černou a modrou barvou je vyznačena rozloha Kraken Mare na Titanu
Autor: NASA/JPL-Caltech/ASI/USGS
Předpokládá se, že sonda s ponorkou dolétne na Titan v době, kdy na jeho severní polokouli, kde se největší metanová moře vyskytují, bude začínat léto. Ponorku budou pohánět dva Stirlingovy motory (Stirlingovy radioizotopové generátory), které využívají teplo vznikající při přirozeném radioaktivním rozpadu plutonia-238 a přeměňují jej na elektrický proud. Životnost ponorky by měla být minimálně 90 dnů a v podmořském prostředí největší nádrže kapalného metanu s názvem Kraken Mare by měla překonat vzdálenost až 2 000 km.

Vědecké přístroje na palubě ponorky budou v mořích například pátrat po přítomnosti organických složek, které mohou vykazovat prebiotický chemický vývoj. Zařízení k odběru vzorků bude shromažďovat a analyzovat sedimenty na mořském dně, průzkumný sonar bude studovat jeho morfologii. Cílem bude odhalit důkazy existence historických cyklů vyplňování moře kapalným metanem a jeho vysychání.

Na základě výzkumů prováděných kosmickou sondou Cassini byly pořízeny fotografie rozsáhlého moře s názvem Kraken Mare a dalších podobných útvarů na severní polokouli měsíce Titan. Sonda mimo jiné prováděla radarový průzkum moří a zjistila, že některá jsou hluboká pouze několik metrů, zatímco jiná, jako například právě Kraken Mare, jsou hluboká více než 200 metrů.

Ian Richardson, někdejší postgraduální student na School of Mechanical and Materials Engineering měl příležitost podílet se na konstrukčním řešení ponorky, která je v NASA připravována pro extrémní prostředí v mořích na Titanu. V kryogenní laboratoři Washington State University (WSU), kde se studuje chování materiálů za velmi nízkých teplot, Ian Richardson vytvářel atmosféru podobnou prostředí na Titanu a ověřoval, jak může v těchto podmínkách fungovat malý tepelný stroj.

Předběžný návrh vybavení ponorky pro výzkum moře na Titanu Autor: NASA/NIAC
Předběžný návrh vybavení ponorky pro výzkum moře na Titanu
Autor: NASA/NIAC
Richardson, který vlastní titul bakaláře strojírenství a automatizace na WSU, se dlouhodobě zajímá o vesmír a kosmické technologie. Byl prvním recipientem NASA Space Technology Research Fellowship, který absolvoval stáž na NASA’s Glenn Research Center in Cleveland, Ohio. Zde pracoval jako asistent na jednotlivých úkolech, se kterými se na něj vědci z NASA obrátili při řešení konstrukce ponorky pro Titan.

Výzkumný tým na WSU vybudoval zkušební komoru, kde je ukrytá směs tekutin o mimořádně nízké teplotě k napodobení podmínek v mořích na Titanu. Do systému přidali patronu ohřívače, která simuluje teplo, které bude ponorka vytvářet.

Dalším velkým problémem bylo podle Richardsona pořizování videozáznamu v těchto náročných podmínkách. Výzkum aparatury byl prováděn při tlaku 4 137 hektopascalů (hPa) a teplotě -185 °C. Skupina techniků pod vedením Iana Richardsona řešila používání optických zařízení a videokamer, které by vydržely tak nízké teploty a vysoké tlaky a ukázaly technikům, co se děje uvnitř zkušební komory.

Odborníci z WSA nadále pokračují ve spolupráci s NASA ve vylepšování konstrukce ponorky pro plánovaný výzkum Saturnova měsíce Titan.

Zdroje a doporučené odkazy:
[1] scitechdaily.com
[2] spaceflightinsider.com

Převzato: Hvězdárna Valašské Meziříčí



O autorovi

František Martinek

František Martinek

Narodil se v roce 1952. Na základní škole se začal zajímat o kosmonautiku, později i o astronomii. V roce 1978 nastoupil na Hvězdárnu Valašské Meziříčí na pozici odborného pracovníka, kde v různých funkcích pracoval až do konce února 2014. Věnoval se především popularizační a vzdělávací činnosti. Od roku 2003 publikuje krátké články o novinkách v astronomii a kosmonautice na stránkách www.astro.cz. I po odchodu do důchodu spolupracuje s valašskomeziříčskou hvězdárnou a podílí se na přípravě obsahu stránek www.astrovm.cz. Ve volném čase se věnuje rekreační turistice.

Štítky: Saturnův měsíc Titan, Planeta Saturn, Kraken Mare, Ponorka pro Titan


50. vesmírný týden 2018

50. vesmírný týden 2018

Přehled událostí na obloze od 10. 12. do 16. 12. 2018. Měsíc bude v první čtvrti. Večer je vidět Mars, nedaleko něj Neptun a výše v Rybách je Uran. Merkur a Venuše jsou vidět ráno. Máme poslední týden vidět bez měsíčního svitu kometu 46P/Wirtanen v jejím přiblížení k Zemi. Výše na obloze je i pěkná kometa 64P/Swift-Gehrels. Sonda InSight už hýbe rukou a fotografuje okolí. U ISS zakotvila nákladní loď Dragon. Jeden ze dvou Falconů musel přistát do moře a podařilo se jej vyzvednout na pevninu. Start Delty IV Heavy z Kalifornie má odklady. Čína vyslala k Měsíci sondu Chang’e 4. Přistát má v pánvi Aitken na jihu Luny. Před 30 lety začala éra telekomunikačních družic Astra a před 25 lety začal Hubble vidět ostře.

Další informace »

Česká astrofotografie měsíce

LBN 777 - Orlí hlava

Titul Česká astrofotografie měsíce za listopad 2018 obdržel snímek „LBN 777 – Orlí hlava“, jehož autorem je Martin Myslivec   S objekty na noční obloze je to tak. Buď mají tak trochu nudná, byť pro neznalé někdy záhadná označení jako M, NGC, LBN, IC, GUM, DUN, vdB, Arp, Ced, … a mnoho

Další informace »

Poslední čtenářská fotografie

kometa Wirtanen nad Zubštejnem

Mezi mraky se kometa objevila na 5 a 1/2 minuty, pořízeno 16 použitelných snímků, nakonec vybráno 8 snímků kde bylo nejméně mraků. Snímky registrovány na hvězdy a na krajinu. Na zvýraznění komety použity snímky Petra Horálka.

Další informace »