Planéty - Andrew Cohen a profesor Brian Cox

006

SLNEČNÁ SÚSTAVA Ú VOD

064

018

ZEM + MARS

MERKÚR + VENUŠA

BR AT A SE ST R A

CH V ÍĽ A NA V ÝSL NÍ

118

JUPITER K R ST N Ý OT EC

168

230

SATURN

URÁN, NEPTÚN, PLUTO

NE BE SK Ý ŠPE R K

D O T E M NOT Y 282 REGISTER

8

BLÚDIACE SVETIELKA

PLANÉTY

Z

a denného svetla siaha vesmír len po obzor. Slnko sa nám skrýva priamo pred očami, pretože svieti príliš jasno na to, aby sme sa naň pozreli priamo. Iba zriedka sa nám ukáže akvarelový mesiac. Ak sa cielene nezamyslíme, uvažujeme len v súvislostiach Zeme. Po zotmení sa za hranicou miest zjavuje vesmír – destinácia predstavivosti, aj keď ho od nás delí zdanlivo neprekonateľná priepasť. Pri hviezdach to môže byť pravda, no pri planétach hovoríme o niečom inom. V určitých momentoch sa Mars, Venuša, Jupiter a Saturn ukazujú na oblohe ako jasné svetielka, ktoré na rozdiel od nehybných hviezd každú noc menia polohu a priťahujú našu pozornosť, aj keď väčšinou ani nevieme, na čo sa pozeráme. Vzdialenosti sú vzhľadom na pozemské rozmery skutočne obrovské, no zdanie klame. Priepasť rozhodne nie je neprekonateľná, pretože všetky tieto planéty sme už navštívili a robíme prvé kroky, aby sme prenikli aj do vzdialenejších vonkajších oblastí slnečnej sústavy. Napriek tomu nám blúdiace svetielka v tme stále pripadajú príliš vzdialené od ľudských problémov a čas a energia, ktorú vynakladáme na ich skúmanie, nám môže pripadať ako zbytočné plytvanie. Takýto názor je však absolútne nesprávny.

32

MAPOVANIE MERKÚRA „Jazvy sú len iný druh spomienky.“ M. L. Stedmanová

PLANÉTY

M

isia Mariner 10 ukázala vedcom asi polovicu planéty, takže prvý úplný pohľad na terén Merkúra priniesli až prelety Messengera. Planetárna vedkyňa Nancy Chabotová hovorí: „Pred Messengerom sme videli len približne štyridsaťpäť percent planéty a niečo sme zachytili aj počas jeho preletov ešte pred vstupom na obežnú dráhu, no po ňom už máme zmapovaných sto percent planéty a videli sme takmer všetko. Existuje tam niekoľko záhadných trvalo zatienených oblastí, ale po zmapovaní celej planéty sme získali ucelenú predstavu o tom, ako asi vyzerá ich povrch. Dominantným prvkom krajiny sú rozhodne krátery. Táto planéta je tam už miliardy rokov a neustále ju zasahujú meteority, navyše na nej neprebieha veľa procesov, ktoré by krátery vyrovnali.“ Z tisícok a tisícok kráterov na Merkúre je najväčší Panva Caloris, nížinná planina s priemerom 1 525 kilometrov. Predpokladá sa, že vznikla v raných rokoch slnečnej sústavy asi pred 3,9 miliardami rokov. Prvý raz ju zachytil Mariner 10 v roku 1974, ale vzhľadom na jeho trajektóriu a načasovanie vtedy dopadalo svetlo len na polovicu jej povrchu. Charakter celého krátera teda ostal

MERANIE MERKÚRA Messenger bol vybavený siedmimi vedeckými prístrojmi na zber údajov vrátane duálneho kamerového systému (MDIS), gama a neutrónového spektrometra (GRNS), röntgenového spektrometra (XRS), magnetometra (MAG), laserového výškomera Merkúra (MLA), spektrometra na meranie zloženia atmosféry a povrchu Merkúra (MASCS) a energetického časticového a plazmového spektrometra (EPPS). Všetky tieto prístroje komunikovali s vesmírnou loďou prostredníctvom jednotiek na spracovanie údajov (DPU) a museli sa namontovať na loď s výhľadom na Merkúr, no bez interferencie Slnka. Boli navrhnuté tak, aby vydržali extrémne teploty, v ktorých sa pohybovala vesmírna loď.

Topografia Prístroj MLA na Messengeri odmeral rozdiely vo výške terénu na celej severnej pologuli. Odhalil, že medzi najvyššou a najnižšou oblasťou je rozdiel desať kilometrov.

nízko

vysoko

ZEM + MARS

69

Lyndon B. Johnson – úryvky z prejavu k novým fotografiám Marsu z Marinera 4, 29. 7. 1965 „Dr. Webb, Dr. Pickering, Dr. Leighton, členovia Kongresu, vážení hostia.

Hoci nie som zvyknutý vítať ľudí z Marsu, som veľmi rád, že vás tu dnes vidím, páni. Patrím ku generácii, ktorú Orson Welles vydesil na smrť, takže sa musím priznať, že mi trochu odľahlo, že na vašich fotografiách nevidieť viac náznakov života…

Let Marinera 4 nadlho zostane jedným z veľkých pokrokov v nekončiacom úsilí ľudstva rozšíriť obzory našich poznatkov. V učebniciach dejepisu budúcnosti sa na rozdiel od dnešných titulkov možno stratí názov misie, ale mená vizionárov, mužov predstavivosti a viery, ktorí z tohto projektu spravili taký historický úspech, si budú ctiť ešte mnohé generácie po celom svete.

Tento pokrok ľudstva vyvoláva úžas. Ešte viac, keď si uvedomíme, že také schopnosti sme dosiahli za krátke obdobie niekoľkých rokov…

Možno – možno, že život, aký poznáme, a ľudstvo, sú jedinečnejšie, ako sme si mysleli.

Na to nesmieme zabúdať.“

Oproti: Jedno miesto na Marse z troch pohľadov.

Prvú fotografiu vytvorila sonda Mariner 4 v roku 1965 (vľavo) a druhú v roku 2017 zachytila kamera HiRISE na sonde Mars Reconnaissance Orbiter (MRO; celkom hore vpravo).

Dolný obrázok ručne kolorovali zamestnanci NASA na základe údajov z Marinera 4.

Hore: Prezident Lyndon B. Johnson sa zapája do „úsilia ľudstva rozšíriť obzory našich poznatkov“, doktor William H. Pickering (vľavo), riaditeľ Laboratória prúdového pohonu, mu ukazuje prvé fotografie z Marinera 4.

Carl Sagan spolu s kolegami napísal ako reakciu prácu, ktorá tak trochu zľahka naznačovala, že možno ešte nie je všetko stratené. Mariner 4 urobil iba 22 snímok s rozlíšením asi na kilometer v oblasti, v ktorej na prelome dvadsiateho storočia astronóm Percival Lowell zo svojho observatória v meste Flagstaff v Arizone naznačil vodné kanály. Z teplej arizonskej púšte Lowell predpokladal, že Mars je chladný, no nie väčšmi ako juh Anglicka, takže civilizácia by tam určite mohla prežiť. Sagan s kolegami prehľadali niekoľko tisíc fotografií s podobným rozlíšením z meteorologických satelitov na obežnej dráhe Zeme a našli iba jediný znak, ktorý bez pochybností naznačoval prítomnosť civilizácie – medzištátnu diaľnicu 40 v Tennessee. Skonštatovali, že Mariner 4 by ľudskú civilizáciu neobjavil, ani keby preletel ponad Zem. „Neočakávame na Marse inteligentný život, ale ak by tam aj bol inteligentný život porovnateľný s tým na Zemi, potrebovali by sme oveľa sofistikovanejší fotografický systém ako ten na Marineri 4, aby sme ho objavili.“ Neexistenciu marťanskej civilizácie potvrdila misia Mariner 9 v novembri 1971 − prvá vesmírna loď, ktorá obiehala inú planétu. Mariner 9 dosiahol fotografické rozlíšenie 100 m na pixel a neodhalil nijaké náznaky života, minulého či súčasného. Dva pristávacie moduly Viking v roku 1976 nenašli ani mikrobiálny život, aj keď sa výsledky mikrobiologických pokusov, ktoré uskutočnila vesmírna loď, nepovažujú za jednoznačné. Chémia pôdy na Marse je záhadná a podľa všetkého mohla zamaskovať biologickú aktivitu − to je veta z oficiálnej správy NASA. Keď sa na to pozrieme spätne, nie je až také prekvapivé, že Mars sa dnes nehemží životom. Mars obieha Slnko o viac ako 80 miliónov kilometrov ďalej ako Zem a dostáva o polovicu menej slnečnej energie. Je to malý svet s riedkou atmosférou, ktorá poskytuje len malú izoláciu či skleníkový efekt. Rover NASA Curiosity nameral v Galeovom kráteri na poludnie teplotu nad 20 stupňov Celzia, ale nadránom to bolo až mínus 120 stupňov. Pokúšať sa teda preniesť vodu po povrchu Marsu by bola „práca pre bláznov, nie pre inteligentné bytosti“, ako napísal Alfred Russel Wallace v roku 1907. Nie sú tam žiadne kanály, mestá ani závistlivé oči. Planétu tvorí zamrznutá, extrémne suchá púšť priďaleko od Slnka, aby na nej mohol existovať život zložitých foriem.

No nebolo to tak vždy. Pozorovania obiehajúcich lodí a pristávacích modulov odhalili zložitú a rôznorodú minulosť. Kedysi bola červená planéta lesklá a modrá.

Po stráňach stekali potoky a údoliami sa vinuli rieky. Kolobeh presúval vodu zo zeme na oblohu a zas naspäť, z hôr a kopcov do morí. Pre planetárnych vedcov je to veľká výzva. Stručne povedané, nikoho by neprekvapilo, keby Mars bol vždy len neživou skalou ďaleko od svojej hviezdy. Geologické dôkazy však hovoria jasnou rečou, povrch rozpráva iný príbeh.

Mars teda ostáva záhadou. Ako potulná červená hviezda zamestnával predstavivosť dávnych učencov. Ako obraz v teleskope, primalý a príliš nestály, aby priniesol jasné vizuálne či intelektuálne odpovede, sa stal naším dvojčaťom.

Keď okolo neho preletela vesmírna loď, šokovane sme zvažovali, či sme vo vesmíre naozaj celkom sami. V kolektívnom povedomí sa červená planéta zmenila na ďalšiu skalu, ktorá v noci svieti. Potom sme pristáli a objavili svet, ktorý bol kedysi obývateľný, a mohol by byť znovu.

MARŤANSKÝ ROVER CURIOSITY

Navigačné cestovné kamery (Navcams) Pomáhajú pri autonómnej navigácii.

Dĺžka: 3 m, šírka: 2,7 m, výška: 2,2 m, hmotnosť: 899 kg.

Maximálna rýchlosť 4 cm/s na tvrdej, rovnej ploche.

Schopný prejsť viac ako 19 km.

Kolesá Vyrobené z hliníka so zahnutými titánovými pružinami, ktoré poskytujú pružnú podperu.

Koleso má priemer 50 cm a jedno plné otočenie bez šmyku prekoná vzdialenosť asi 157 cm.

Laserová kamera s chemickou analýzou (ChemCam) Pomocou teleskopu, diaľkového mikrosnímača, lasera a spektrometra analyzuje chemické zloženie.

Chvost (zdroj energie) Na stabilný prísun tepla používa 4,8 kg oxidu plutoničitého. Vyrába trochu viac ako 100 wattov elektrickej energie.

Senzor na hľadanie vody, neutrónový detektor vodíka (DAN) Meria prítomnosť podzemného vodíka až do hĺbky jeden meter pod povrchom. Dokáže odhaliť obsah vody už od desatiny percenta.

1

Stožiarová kamera zodpovedajúca ľudskému videniu (Mastcam) Farebné stereo rozlíšenie podobné digitálnym fotoaparátom: 2 megapixely, HD video 10 snímok za sekundu.

Nožičky Vyrobené z titánovej rúrkoviny. Schopné prekonať skaly veľkosti kolies.

UKV anténa určená na prenos veľkého objemu dát Odosiela údaje na Zem na rádiovej frekvencii Mars Orbitera, v pásme ultrakrátkych vĺn (UKV; okolo 400 megahertzov).

Slnečné hodiny Doplnkový cieľ farebnej kalibrácie.

2

3 4

1 Krk a hlava (Stožiar) • Asi 2 metre nad zemou • Kamery poskytujú pohľad ako z ľudskej perspektívy a umožňujú diaľkovú detekciu

2 Monitorovacia stanica prostredia a detektor počasia • Dve ramená v tvare šípok na stožiari rovera merajú silu vetra, povrchovú teplotu a vlhkosť • UV senzor na palube rovera asi 1,5 metra nad zemou • Navrhnutý, aby odolal teplotám od – 130 °C do + 70 °C • Všetky senzory zaznamenávajú aspoň päť minút údajov pri 1 Hz každú hodinu každý marťanský deň

3 Telo • Zakrýva a chráni počítač, elektroniku a prístroje • Spodnú a bočnú časť tvorí podvozok, na vrchnej sa nachádza paluba s vybavením

148

„Io je najvulkanickejší mesiac slnečnej sústavy. Vždy, keď popri ňom preletela sonda, videli sme vybuchujúce sopky a sírny materiál vystreľujúci k oblohe.“ Leigh Fletcherová, misia Jupiter Icy Moons Explorer

PLANÉTY

Sopečná činnosť na Zemi vzniká kombináciou dvoch druhov tepla: po prvé, pretrvávajúceho od živelného vzniku našej planéty, po druhé, vznikajúceho pri rozpade rádioaktívnych prvkov zamknutých vnútri. Toto teplo spolu s vysokým tlakom pod povrchom taví horniny, ktoré sa hromadia v zemskom plášti.

Na určitých miestach magma nájde cestu na povrch a vytvorí sopku. Na Io však sopečná činnosť prebieha úplne inak. Vytvára ju celkom iný mechanizmus nazývaný slapové zahrievanie, ktorý z veľkej časti spôsobuje blízkosť Jupitera a gravitačné „preťahovanie lanom“ medzi ostatnými blízkymi mesiacmi. Io sa nachádza medzi Jupiterom a tromi ostatnými Galileovými mesiacmi, Európou, Ganymedom a Kallisto. Táto dynamika ho ťahá do opačných smerov a má búrlivé následky.

Hore: Pandora a Prometeus, pastierske mesiace Prstenca F, obiehajú zvnútra a zvonka tohto tenkého prstenca (druhý obrázok). Príťažlivá sila ich gravitácie neustále spôsobuje zmeny tvaru prstenca (prvý obrázok).

Dole: Saturnove prstence sú pomenované v poradí podľa objavenia, niektoré písmenami, iné deleniami (pozri obr.). Viaceré prelety okolo Saturna umožnili vedcom vytvoriť podrobnejší obraz o zložení tejto unikátnej sústavy planéty.

PLANÉTY

Javisko bolo pripravené pre dve sondy Voyager, ktoré už pokročili na ceste vesmírom a hnali sa k prstencovej planéte s ešte vyspelejšou technológiou na palube, pripravené ponoriť sa ešte hlbšie do tajov Saturna. „Saturnove prstence dostali meno väčšinou podľa toho, kedy sme ich objavili. Pri hlavných prstencoch začíname zvonka, najvzdialenejším Prstencom A, nasleduje Prstenec B, na ktorý pripadá väčšina hmotnosti.

Nasleduje slabý Prstenec C a po ňom ešte slabší Prstenec D. Okolo roku 1980 objavili Prstenec E, keď boli prstence v kolmom postavení k Zemi.

To je ten zreteľne prepojený s mesiacom Enceladus. Sonda Pioneer 11 objavila Prstenec F a Voyager Prstenec G. Vieme, že Prstenec G je prepojený s mesiacom Aegaeon, z ktorého pochádza hmota prstenca. Vtedy sa na pomenovanie prestali používať písmená. Existuje ešte niekoľko pomenovaných prstencov, ale tie sa zväčša nachádzajú v hlavnom prstenci.“ Carl Murray z misie Cassini o usporiadaní Saturnových prstencov

Prstenec D

Asi rok potom, ako Pioneer začiatkom novembra 1980 opustil saturnskú sústavu, do nej vtrhol Voyager 1 s kamerami s vysokým rozlíšením pripravenými na akciu. Pri prelete okolo Saturna rýchlosťou 17 km/s získal množstvo nových údajov o planéte, prstencoch aj mesiacoch. Medzi jeho hlavné objavy patrila identifikácia troch nových mesiacov: Prometea, Pandory a Atlasa. Misia podrobne preskúmala vzťahy medzi nimi a sústavou prstencov, v ktorej sa nachádzajú, čo potvrdilo dlhodobú teóriu o štruktúre prstencov. Minimálne dva mesiace sú takzvané „pastierske“ – nachádzajú sa v najužšom prstenci Saturna a majú dôležitú úlohu pri udržaní drobných štruktúr na mieste pomocou gravitačných interakcií s miliardami častíc v prstencoch. Kamery so širokým aj úzkym záberom na Voyageri 1 zaznamenali sériu fotografií, ktoré veľmi detailne zachytili činnosť pastierskeho mesiaca Prometeus pri Prstenci F a Atlasa pri Prstenci A.

Prstenec C

Prstenec B

Na tejto strane: Zložitý charakter misie znamenal, že vedci museli pripraviť vesmírnu sondu na extrémne teploty. Tepelné štíty prekryli vrstvami jemne utkaných, super silných

a extrémne ľahkých tkanín, ktoré mali chrániť sondu pred živlami a nárazmi mikrometeoroidov, aby dorazila na miesto neporušená.

240

BLEDOMODRÁ GUĽÔČKA

Vpravo: Umelecké stvárnenie sondy Voyager 2 na ceste k svojmu najbližšiemu stretnutiu s Uránom, ktoré trvalo len šesť hodín.

PLANÉTY

S

iedma planéta od Slnka sa nachádza 2,9 miliardy kilometrov od Zeme a ako bledomodrá guľôčka slabo svieti na nočnej oblohe. Voľným okom ju sotva vidieť, preto ju dávni pozorovatelia považovali za hviezdu – pripadala im príliš pomalá a tmavá, aby ju mohli priradiť do rodiny planét. Skutočný charakter tohto vzdialeného objektu sa začal odhaľovať až po vynáleze teleskopu. No aj potom trvalo ešte dlho, kým sme Urán skutočne objavili.

Začalo sa to jednej studenej marcovej noci v roku 1781 – v utorok trinásteho medzi desiatou a jedenástou večer, aby sme boli presní – v záhrade radového mestského domu Williama Herschela. Keď sa štyridsaťtriročný astronóm zahľadel cez svoj stošesťdesiatmilimetrový teleskop a hľadal na oblohe malé hviezdy, všimol si tmavý objekt, ktorý sa v priebehu nasledujúcich dní pomaly pohyboval. Usúdil teda, že ide o kométu. Nasledujúci mesiac referoval o svojich zisteniach na stretnutí Kráľovskej spoločnosti, stále presvedčený o tom, že videl kométu, hoci sám naznačil, že charakteristika pozorovania bola „podobná planétam“. Vtedajší dvorný kráľovský astronóm Nevil Maskelyne (ktorý sa