Návrh evropské sondy pro výzkum více než 100 planetek

V současné době je katalogizováno 120 437 planetek, u nichž byly určeny přesné parametry jejich oběžných drah. Z tohoto počtu bylo detailně zblízka zkoumáno pomocí kosmických sond pouze 7 planetek: Gaspra a Ida sondou GALILEO, Mathilde a Eros sondou NEAR, planetka Braile sondou DEEP SPACE 1, planetka Annefrank sondou STARDUST a planetka Itokawa sondou HAYABUSA. V blízké budoucnosti k nim přibudou další planetky: Steins a Lutetia (průlet sondy ROSETTA), Ceres a Vesta (sonda DAWN - její start byl však odložen na neurčito) a planetky 2002 AT4 nebo 1989 ML (bombardování v rámci již schváleného evropského projektu DON QUIJOTE).

Návrh sondy APIES předložila společnost EADS Astrium. Projekt předpokládá výzkum velkého počtu planetek. Jeho cílem je porozumět velké rozmanitosti těchto malých těles v naší Sluneční soustavě. Navrhovaný projekt počítá s operační fází po dobu 6 roků, přičemž se u každé planetky bude jednat o získání informací o velkosti planetky, určení její hmotnosti, hustoty a zjištění informací o charakteru povrchu.

Základní představa počítá s vypuštěním 19 malých průzkumných sond BEE (BElt Explorers) z jedné mateřské sondy, nazvané HIVE (Hub and Interplanetary VEhicle). V době startu (počítá se s ruskou nosnou raketou Sojuz-Fregat) budou malé průzkumné moduly BEE připojeny k hlavní sondě HIVE. Každá z malých sond bude mít hmotnost kolem 45 kg. Jakmile se mateřská sonda dostane na oběžnou dráhu kolem Slunce v pásmu asteroidů, dojde k postupnému oddělení průzkumných sond, které se budou pásmem asteroidů pohybovat ve velkých vzájemných odstupech v jakési kruhové "rojnici", jejíž rovina bude skloněná vzhledem k ekliptice o 60°.

Při startu bude sonda HIVE navedena na průletovou dráhu kolem Marsu a působením gravitačního manévru bude navedena do pásu asteroidů. Navedení na konečnou oběžnou dráhu zajistí iontový motor.

Hlavní experimenty na malých sondách: Radio Science Experiment - na základě zjištěných změn radiového signálu (Dopplerův efekt) při komunikaci mezi mateřskou sondou HIVE a průzkumnými sondami BEE bude možné určit gravitační vliv planetky, v jejíž blízkosti se sonda BEE právě bude nacházet. To vše s přesností minimálně 10 % - mnohem vyšší přesnosti bude dosaženo u hmotnějších planetek.

Miniaturní CCD kamera bude pracovat ve viditelném světle - fotografie povrchu bude pořizovat přes 3 různé filtry za účelem získání informací o povrchovém zbarvení planetky. Snímky budou dále sloužit ke studiu topografie, geologie a k určení objemu planetky. Kamera by měla být schopna rovněž určit rotaci planetky a hledat regolit na jejím povrchu. Povrch planetky bude mapován s rozlišením 100 m/1 pixel, vybrané oblasti s rozlišením 10 m/pixel.

Infračervený spektrometr bude studovat povrch planetky na vlnových délkách 1,0 až 2,5 mikrometru. Výsledky pozorování poslouží k určení spektrální klasifikace planetek a k vypracování mineralogické mapy povrchu studované planetky.

Během šestileté průzkumné mise se předpokládá průzkum přibližně 100 planetek o průměru větším než 5 km (tj. zhruba průzkum jedné planetky za 2 až 3 týdny). Jakmile se některá sonda BEE přiblíží k planetce na vzdálenost kolem 20 km, zahájí její detailní průzkum. Navigační systém natočí sondu tak, aby její kamery mířily na povrch planetky, kolem níž bude prolétávat rychlostí 2 až 4 km/s. Přes mateřskou sondu HIVE budou získaná data předávána na Zemi. Kromě toho budou pořízeny snímky velkého počtu planetek o menších průměrech.

Hlavní sonda bude mít tvar šestibokého hranolu o výšce 3,5 m a celkovou hmotnost 550 kg. Elektrickou energii budou dodávat 2 panely slunečních baterií o ploše 2 x 12 m2. Dále bude sonda vybavena hlavní komunikační anténou o průměru 2 m. Na čtyřech ze šesti bočních stěn šestibokého hranolu bude upevněno 19 malých průzkumných sond, které budou uvolněny na samostatné dráhy.

Mateřská sonda bude navedena na dráhu uvnitř pásu asteroidů, ve vzdálenosti 2,6 AU od Slunce. V této vzdálenosti se nacházejí planetky nejrůznějších typů, což je výhodné pro komplexní průzkum planetek.

Malé průzkumné sondy budou mít tvar krychle o délce strany 0,6 m. Sondy budou vybaveny pevnou anténou o průměru 0,6 m a pevným panelem se slunečními články. Z celkové hmotnosti 45 kg bude připadat 20 kg na korekční a orientační systém včetně pohonných látek, zbývající díl hmotnosti připadne na vlastní konstrukci, komunikační systém, sluneční baterie a přibližně 2,5 kg vědeckých přístrojů. Vědecké vybavení bude tvořit kamera pro pořizování detailních snímků povrchu planetky, infračervený spektrometr pro určování mineralogického složení a radiový experiment, na jehož základě bude určována hmotnost a hustota planetky.

Základní otázky, na které by měl projekt APIES odpovědět:

1) z čeho se planetky skládají; 2) jaký vztah má jejich složení k pozorovaným spektrálním charakteristikám; 3) jaká je jejich vnitřní struktura; 4) jak planetky vznikly a jaký byl jejich další vývoj; 5) jaký je jejich vztah k planetám a ke kometám; 6) jaký je jejich vztah k meteoritům; 7) jak můžou znalosti o planetkách přispět k poznatkům o vniku planet a o vývoji života na Zemi.

Projekt zatím nebyl schválen k realizaci, uváděné parametry se mohou v případě realizace změnit. Jeho přínos k výzkumu planetek by však byl mimořádný.

Zdroj: www.esa.int, www.esa.pdf a esamultimedia.pdf
Převzato: Hvězdárna Valašské Meziříčí