Zvětšit obrázek

Umělecká kresba sondy SMART-1 v blízkosti Měsíce. Kredit: ESA – AOES Medialab

Cesta sondy SMART-1 k Měsíci byla zahájena v září 2003, kdy ji jako sekundární náklad vynesla na oběžnou dráhu kolem Země raketa Ariane 5. Jak již napovídá název programu, v jehož rámci byla sonda postavena - SMART znamená "Small Mission for Advanced Research a Technology" – jednalo se především o technologický experiment, který ovšem přinesl také řadu vědeckých poznatků. Sonda o hmotnosti 366 kg a tvaru krychle o hraně zhruba jednoho metru totiž nesla i 12 přístrojů.

Ačkoliv Měsíc obíhá kolem Země ve střední vzdálenosti 385 tisíc kilometrů, trvala cesta sondě 16 měsíců. SMART-1 totiž nepoužívala klasické raketové motory, ale byla poháněna motorem iontovým, který je charakteristický nepatrným, ale zato stálým tahem. Po umístnění na eliptickou oběžnou dráhu kolem Země byl tento motor spuštěn. Pomalu zvyšoval vzdálenost sondy od naší planety, až začala „pociťovat“ gravitaci Měsíce. Nakonec byla gravitačním působením našeho souseda zachycena a stala se jeho oběžnicí. Během této doby procestoval vzdálenost odpovídající 100 miliónům kilometrů, přičemž spotřebovala pouhých 60 litrů paliva!

Iontový motor byl použit jako hlavní pohonný systém už u sondy Deep Space 1 či komunikační družice Artemis. Iontový motor na palubě SMART-1 je modernější konstrukce, která brání erozi mřížky, jež vytváří elektrické pole pro urychlování iontů plynu. Elektrické pole je generováno tzv. Hallovým jevem v radiálním magnetickém poli. Ve srovnání s "klasickým" iontovými motorem spotřebuje tento motor k dosažení stejného tahu zhruba polovinu paliva, ale na druhé straně větší množství elektrické energie. Tah tohoto motoru je extrémně malý, pouhého 0,07 Newtona, což odpovídá zrychlení 0,2 mm.s-2 (tlak vyvinutý pohlednicí). Ve srovnání s užívanými chemickými motory je ovšem nesrovnatelně efektivnější a může být v provozu celé měsíce či roky.

Zvětšit obrázek

Kresba Měsíce ukazuje jako bude naše oběžnice vypadat při pohledu ze Země v době impaktu sondy na její povrch. Místo impaktu je znázorněno kroužkem. Kredit: ESA – C. Carreau

V březnu loňského roku začala vědecká část výpravy, během které sonda obíhala po různých eliptických drahách vedoucích nad oběma póly (300 – 3000 km) Měsíce. Sonda pořídila dosud nejdetailnější snímky měsíčního povrchu a lépe než dosud kterákoliv jiná prozkoumala minerály na něm se nacházející. Vůbec poprvé na Měsíci detekovala výskyt vápníku a hořčíku. Dále zmapovala složení centrálních vrcholků kráterů, vulkanických plání a obřích impaktních kráterů. A taká v blízkosti severního pólu nalezla „vrchol věčného světla“, tedy místo, které je po celý rok osvětleno slunečním zářením. Takové lokality se přímo nabízejí být vhodnými pozemky pro vybudování měsíční základny.

Zvětšit obrázek

Schematické znázornění dráhy sondy SMART-1 od Země k Měsíci. Kredit: ESA - AOES Medialab

Sonda již vyčerpala veškeré palivo a před jejím zřícením na povrch Měsíce nebylo vyhnutí. Vědci se proto rozhodli i tuto závěrečnou část výpravy využít k vědeckému prospěchu. Bez vnějšího zásahu by sonda dopadla 17. srpna na odvrácenou stranu Měsíce. Proto byly poslední zbytky paliva v korekčních motorcích využity pro malou změnu dráhy tak, aby k dopadu na povrch došlo na přivrácené straně. Dopad byl načasován tak, aby sonda zasáhla Sluncem neosvětlenou část měsíčního disku v oblasti jezera Lacus Excellentiae.

K dopadu by mělo dojít 3. září v 7:41 LSEČ při oběhu číslo 2890. Tento údaj je ovšem nejistý, protože sonda bude prolétat velmi nízko nad povrchem a tak se může stát, že narazí nějaké vyvýšené místo už o oběh dříve. V tom případě by k impaktu došlo ve 2:36 LSEČ. Pokud by sonda přežila oba tyto oběhy – což se nezdá být příliš pravděpodobné – k nárazu na povrch může dojít ještě o oběh později, kolem 12:46 LSEČ.

Zvětšit obrázek

Mapa oblasti Lacus Excellentiae se zakreslenými přelety, během kterých by mělo dojít k dopadu na Měsíc. Kredit: ESA & Clementine Project, BMDO, NRL, LLNL

Jak se dopad sondy na Měsíc projeví? „Při relativně malé rychlosti dopadu (2 km.s-1 neboli 7200 km.hod-1) vytvoří SMART-1 malý kráter o průměru 3 až 10 metrů,“ uvádí Bernard Foing z ESA, vědecký pracovník projektu. Vzhledem k velmi malému úhlu finální dráhy vůči povrchu bude takový kráter asi velmi protažený. Při dopadu vznikne světelný záblesk, který bude způsoben rozžhavenými horninami měsíčního povrchu. Nelze ovšem předpovědět intenzitu záblesku. Odhady hovoří o 7. až 15. hvězdné velikosti.

„Budeme to pozorovat,“ říká Bill Cooke z NASA Marschall Space Flight Center v Alabamě. „Měření jasnosti impaktu SMART-1 je důležité pro náš výzkum.“ Jeho skupina už v uplynulém roce zaznamenala několik impaktů na Měsíci, které byly způsobeny malými meteoroidy. Výjimečnost tohoto případu ovšem tkví v tom, že se jedná o „kalibrovaný“ projektil, jehož parametry jsou předem známé. „Měsíc je nepřetržitě bombardován meteoroidy,“ dodává Bill Cooke. Vzhledem k tomu, že na rozdíl od Země nemá ochranou atmosféru, dopadají kosmická tělesa přímo na jeho povrch. A to je právě důvod zájmu NASA plánujícího obnovení pilotovaných letů na Měsíc.

Při dopadu na Měsíc dojde rovněž k vyvržení trosek do okolí. Nikdo ovšem není schopen předpovědět do jaké výšky se dostanou. Pokud by vystoupaly dostatečně vysoko, mohly by být osvětleny slunečním zářením a rovněž pozorovány i dalekohledy ze Země. Šance je ovšem velmi malá a středem zájmu tak zůstává samotný impakt. Oblast dopadu bude pod dohledem množství malých i velkých dalekohledů a dalších přístrojů.

Nejpravděpodobnější okamžik dopadu favorizuje jako vhodné oblasti pro pozorování západ Severní Ameriky a Tichý oceán. Vzhledem k tomu, že u nás Měsíc zapadá hodinu po půlnoci, nemáme možnost sledovat ani případný dopad, ke kterému by došlo o oběh dříve.

Zdroje:
ESA
NASA