Hayabusa – návrat japonského sokola

Kresba sondy HayabusaDne 13. června tohoto roku skončila nečekaně dlouhá a náročná pouť sondy Hayabusa kosmickým prostorem. V 14:11 UT přistálo v australském vojenském prostoru Woomera Prohibited Array (WPA) návratové pouzdro japonské sondy, která nejen že zblízka zkoumala planetku (25143) Itokawa, ale pokusila se také o odebrání vzorku jejího materiálu. Její návratové pouzdro se jako jediná část sondy vrátilo po více než 7 letech zpět na Zemi. Vědci doufají, že ve svých útrobách přineslo vzorky materiálu planetky, který se zachoval od dob formování sluneční soustavy v téměř nezměněném stavu. Název Hayabusa v japonštině označuje sokola stěhovavého.

Sonda o vzletové hmotnosti 530 kg a rozměrech 1 m × 1,6 m × 2 m (bez fotovoltaických panelů) byla vynesena do kosmu 9. května 2003 v 4:29 UT raketovým nosičem M-5 z kosmodromu Kagoshima Uchu Senta (Vesmírné středisko Kagoshima). Jejím úkolem byl blízký průzkum planetky (25143) Itokawa, vypuštění drobného robota na její povrch, odběr vzorků materiálu a jejich návrat na Zemi.

Sonda Hayabusa byla označena jako technologická meziplanetární sonda, protože testovala řadu technologických novinek. Namátkou to byl vysoce efektivní iontový motor, autonomní navigační systém, systém odběru vzorků, atd. Je nutno přiznat, že ne všechny přístroje fungovaly podle očekávání. I tak se však zřejmě podařilo dovést misi ke zdárnému konci, za což si zaslouží obdiv inženýři a vědci projektu, jejich improvizace a schopnost vytěžit i ze svízelné situace maximum. Problematickou, ale nakonec obstojně fungující součástí byl vysoce účinný iontový motor, který pracoval více než 14 000 hodin. Motor se skládal ze čtyř samostatných jednotek, přičemž některé z nich se několikrát během mise potýkaly s přepětím a byly proto odstavovány. Vždy se však podařilo udržet pohonný systém dostatečně provozuschopný a funkční.

Další problematickou součástí testovanou na sondě, byl automatický navigační systém, který ji měl navést a přiblížit až k samotné planetce o velikosti asi 350 metrů. Systém by zřejmě fungoval docela dobře, ale bohužel již v průběhu letu k planetce se postupně porouchaly dva ze tří silových setrvačníků, které se staraly o orientaci a stabilizaci sondy v prostoru. Zbylý setrvačník již nebyl schopen plnit svoji funkci, a tak musela sonda zvolit nouzový režim, kdy s orientací pomáhaly malé tryskové motorky. Zřejmě chybou automatického navigačního systému se také nepodařilo úspěšně vypustit malého skákajícího robota MINERVA, který byl k povrchu planetky vyslán ze vzdálenosti asi 55 metrů během druhého cvičného přibližovacího manévru. S robotem bylo navázáno radiové spojení, avšak zřejmě planetku minul a odletěl do volného prostoru.

Nový byl také mechanismus odběru vzorků a návratové pouzdro. Sonda měla sbírat materiál, který se vymrští z povrchu planetky po nárazu několikagramového projektilu vystřeleného sondou proti planetce rychlostí cca 300 m/s. Materiál měl být zachycen trychtýřovou nálevkou a následně „nasán“ do chráněného prostoru v návratovém pouzdře. V kritickém okamžiku však zřejmě k vystřelení projektilu nedošlo, protože selhal telemetrický systém a sonda se přepnula do bezpečnostního módu. Je však možné, že k odběru došlo a sonda jen před odesláním telemetrických údajů resetovala čidlo pyrotechnického odpalu. Pro jistotu však sonda provedla ještě jeden pokus o odebrání vzorků, když „natvrdo“ dosedla na povrch a setrvala na něm hodinu a půl se zapnutým lapačem vzorků. Bohužel nikdo zatím nemá jistotu, zda se takto sondě podařilo odebrat vzorky.

Během manévrů okolo planetky po odebrání vzorků došlo ke ztrátě orientace sondy. Její antény se odklonily od Země o několik desítek stupňů a jen s velikým štěstím se podařilo sondu opět stabilizovat a uvést do provozuschopného stavu. Tento úkon vyžadoval i přeprogramování řízení hlavního pohonného systému, aby vypomohl s orientací sondy. Tyto zásadní problémy také způsobily, že předpokládaná doba trvání mise 4,5 roku se prodloužila na celých 7 let. Nakonec se však sondě podařilo dopravit návratové pouzdro až k Zemi a správně je vypustit, aby mohlo bezpečně přistát v australské pustině.

Přistání návratového pouzdra bylo do jisté míry podobné přistávání původních amerických pilotovaných kabin. Sonda však využila jiného typu tepelného štítu a přistávala na pevný povrch a nikoli na hladinu oceánu. Sonda vstoupila do zemské atmosféry v 13:51 UT a v počáteční fázi připomínal její sestup průlet meteoroidu atmosférou. Sonda byla chráněna uhlíkovým tepelným štítem, odolávajícím teplotě až 3 000 °C. Pro pozorovatele na povrchu v tu chvíli sonda vypadala jako jasný bolid, jak je patrné nejen ze záběrů pořízených sledovacími týmy i amatérskými pozorovateli. Po dostatečném zbrzdění byl tepelný kryt odhozen a pouzdro přistálo na padáku. Již během hodiny ho nalezl pátrací tým a zjistil, že pouzdro je nepoškozeno a v pořádku. O tom, zda nese unikátní vzorky, se však dozvíme až po jeho otevření v laboratoři. Pár hodin po nálezu pouzdra byl nalezen i tepelný štít. Vědci ho podrobí materiálovým zkouškám, aby zjistili, jak jej pozměnil průlet atmosférou.

18. června byly návratové pouzdro a tepelný štít dopraveny do výzkumného centra Sagamihara. Zde v superčisté laboratoři proběhne otevření pouzdra a zpracování případných vzorků. Pokud se skutečně podařilo vzorky odebrat, půjde teprve o čtvrtý odebraný mimozemský vzorek (po měsíční hornině z Apolla a Luny, materiálu z okolí komety 81P/Wild2 ze sondy Stardust a částicích slunečního větru sondy Genesis). V případě Hayabusy by se jednalo o první vzorek planetky nekontaminovaný kontaktem se zemskou atmosférou a povrchem.

Doufejme, že pouzdro nebude prázdné.

Webové zdroje:
http://www.astro.cz/clanek/4315
http://www.lib.cas.cz/space.40/INDEX1.HTM (Hayabusa)
http://www.jaxa.jp/projects/sat/muses_c/index_e.html