Miniaturní lovci exoplanet

Doslova kosmická flotila miniaturních družic – tzv. nanosputniků – může brzy kroužit na oběžné dráze kolem Země za účelem pátrání po planetách mimo Sluneční soustavu. Jejich hlavním úkolem bude hledání planet zemského typu, na kterých mohou existovat podmínky pro udržení života. První ze série družic bude vypuštěna již v roce 2012.

Družice s názvem ExoPlanetSat má tvar kvádru o objemu 3 litry (10 x 10 x 30 cm), uvnitř kterého bude umístěna výkonná optika a miniaturní manévrovací motorky. Minidružici vyvinuli vědci z Draper Laboratory (Cambridge, Massachusetts) a Massachusetts Institute of Technology (MIT).

Obdobné miniaturní družice byly vypouštěny již dříve, avšak doposud sloužily k plnění mnohem jednodušších úkolů. ExoPlanetSat bude hledat planety pomocí tranzitní metody, tj. na základě měření změn jasnosti hvězd v okamžiku přechodu exoplanety před kotoučkem hvězdy (tedy mezi hvězdou a objektivem dalekohledu výzkumné družice), kdy dojde k nepatrnému zastínění hvězdy. Velmi přesné změření poklesu jasnosti hvězdy umožní vypočítat průměr planety a na základě periodicity pozorovaných poklesů lze určit dobu oběhu planety kolem svého slunce a její vzdálenost od mateřské hvězdy.

Tato metodika je již velmi dobře známa, avšak zatím je používána u pozemních dalekohledů a na velkých kosmických observatořích jako je družice Kepler (NASA, start v roce 2009) či francouzský CoRot. Hlavním rozdílem je, že velikost družice ExoPlanetSat se vůbec nedá srovnávat s těmito observatořemi. ExoPlanetSat nechce v žádném případě nahradit velké kosmické dalekohledy, naopak, bude působit jako doplňkové zařízení, které jim bude pomáhat. Bude zaměřeno na hvězdy, které budou podle výzkumů velkými dalekohledy považovány z vědeckého hlediska za zajímavé. Zatímco družice Kepler najednou pozoruje více než 150 000 hvězd, ExoPlanetSat se bude po určitou dobu věnovat výhradně jediné hvězdě, která bude označena za zajímavou.

Mnohem výhodnější je, jak říká Sara Seager (MIT), doplnit velké kosmické observatoře soustavou nanosputniků, které soustředí svoji pozornost právě na objevené potenciálně zajímavé hvězdy.

Nevýhoda velkých dalekohledů spočívá jednak ve vysokých finančních nákladech na jejich výrobu a provoz, ale také v jejich technické složitosti. K uskutečnění velmi přesného měření jasnosti hvězdy je nutné dlouhodobě udržovat zaměření dalekohledu s velkou přesností, aby světlo hvězdy dopadalo stále na stejné místo detektoru. Podle provedené expertízy je optika, řízení, navigace a kontrolní systém schopen dosáhnout přesnosti lepší než 1 oblouková vteřina (tj. 1/3600 stupně) při orientaci a stabilizaci družice ExoPlanetSat.

„Jakákoliv změna polohy či chvění družice má za následek rozmazání obrazu a výsledky pozorování nejsou spolehlivé,“ říká Sara Seager. „Menší astronomickou družici můžete snadněji ovládat.“

K přesnému navedení dalekohledu na zvolený cíl pozorování budou využívány piezoelektrické prvky. Toto vybavení je řádově lepší než u doposud používaných nanodružic.

ExoPlanetSat bude malou družicí, avšak mnohem dokonalejší než dosavadní satelity stejných rozměrů. Bude se honosit dokonalejšími vlastnostmi, jako je například výkonná optimalizovaná optika, velmi výkonná elektronika a nebývale efektivní kontrolní a stabilizační systém. Séamus Tuohy, ředitel kosmických výzkumů na Draper University je přesvědčen, že takovéto nanosatelity mají potenciál úspěšně dosáhnout svého prvořadého cíle během krátké doby.

Družice bude vybavena optickým detektorem se dvěma ohnisky – jedním pro pozorování hvězdy a druhým pro měření poklesu světla v průběhu tranzitu planety.

Životnost družice ExoPlanetSat je odhadována na jeden až dva roky. Pokud bychom vypustili celou armádu těchto miniaturních družic pro získání přesných informací o planetách mimo Sluneční soustavu, pak bychom se mohli brzy dozvědět, zda skutečně existuje život i někde jinde ve vesmíru.

Zdroj: http://www.crazyengineers.com/exoplanetsat-nanosatellite-to-begin-its-space-voyage-in-2012-338/ a http://www.novosti-kosmonavtiki.ru/content/news.shtml

autor: František Martinek