Vesmír
Kompletní průvodce Sluneční soustavou a
Jak fungují dalekohledy
Dobývání kosmu
Jak vznikají supernovy?
Co objevily sondy na Marsu?
Kdy znovu prožijeme zatmění Slunce?
Uvnitř Saturnu
Saturn zřejmě obsahuje malé skalnaté jádro, jehož teplota přesahuje 11 000 °C. Obklopuje ho vrstva plynu a vody, dále kapalný kovový vodík, vazká vrstva kapalného helia a vodíku.
V oblacích v atmosféře
Saturnu lze sledovat úkazy podobné vlnám
Saturn
Plynného obra známého svými prstenci předčí v naší soustavě velikostí jen Jupiter
Saturn lidé na nebi pozorovali již v pravěku, avšak jeho unikátní systém prstenců se podařilo objevit teprve v roce 1610. Každý prstenec obsahuje miliardy částic prachu a vodního ledu a celý systém lze rozdělit na 14 hlavních částí. Jak v prstencích, tak v mezerách mezi nimi se přitom pohybují měsíce a různé další objekty. Předpokládá se, že Saturnova ozdoba vznikla z pozůstatků přirozených satelitů, komet a jiných těles, jež se v okolí planety rozpadly. Saturn má menší průměrnou hustotu než jakákoliv jiná planeta a také převážně tekutou strukturu. Vyzařuje obrovské množství energie, zřejmě v důsledku pomalé gravitační kontrakce. Slunce
oběhne přibližně za 29,5 roku, určit jeho rotační periodu je však složitější: Různé sondy nám poskytly odlišné odhady, přičemž ten poslední činil 10 hodin, 32 minut a 35 sekund. Za zmíněné rozdíly mohou zřejmě nepravidelnosti v rádiových vlnách planety, způsobené podobnou rotační a magnetickou osou. Saturn má chladnou atmosféru, vyznačující se vrstvami ledu i zmrzlého čpavku. Vítr tam dosahuje rychlosti 1 800 km/s a na povrchu planety občas řádí podobné bouře jako na Jupiteru. Příkladem může být tzv. Velká bílá skvrna na severní polokouli, kterou se daří pozorovat přibližně jednou za saturnský rok již od letopočtu 1876.
Viditelnost prstenců
Saturn obíhá po eliptické dráze jako většina planet a Slunce obkrouží za 29,5 roku. V nejbližším bodě se od něj nachází 1,35 miliardy kilometrů, v nejvzdálenějším pak 1,5 miliardy kilometrů. Planeta zaujímá k orbitální rovině sklon 26,7°. Polovinu času se ke Slunci naklání její severní polokoule, polovinu ta jižní. Při pohledu ze Země podle toho vidíme prstence buď celé, nebo jen jako tenké čáry.
Náklon severního pólu
Ze Země vidíme severní polokouli a prstence pozorujeme zespodu.
Oběžná dráha
Saturn má orbitu ve tvaru elipsy, Slunce obíhá 29,5 roku.
Dál od jádra dochází ke změně skupenství, přičemž se tam vodík a helium nacházejí v plynném stavu. Saturn tedy nemá pevný povrch.
Vnitřní vrstva
Nejširší vrstvu kolem jádra tvoří kapalný vodík a helium.
Vnější vrstva
Vnější vrstva sestává z vodíku a helia v plynném stavu, a prolíná se tak s atmosférou.
Obě polokoule
Viditelné jsou obě hemisféry a prstence se jeví jako tenká čára.
Náklon jižního pólu
Ze Země vidíme jižní polokouli a na prstence se díváme shora.
Statistiky
Průměr: 120 535 km
Hmotnost: 5,6851 × 10²⁶ kg
(95,159 hmotnosti Země)
Hustota: 687 kg/m³
Povrchová teplota: −139 °C
Teplota jádra: 11 000 °C
Měsíce: 82
Průměrná vzdálenost od Slunce: 1 426 725 400 km
Povrchová gravitace: 1,065 g
Vnitřní jádro
Je nejspíš velmi malé a skládá se z křemičitanů, podobně jako u Jupitera.
Výjimečně vyboulený
Saturn představuje extrémní příklad zploštělého sféroidu: Rozdíl mezi polárním a rovníkovým průměrem planety dosahuje přibližně 10 %. Příčina tkví v tom, že se Saturn kolem vlastní osy otáčí velmi rychle – zřejmě s periodou pouhých deset hodin.
Vnější jádro
Je mnohem silnější než vnitřní jádro a obsahuje kapalný kovový vodík.
Sonda Cassini
První průzkumník navedený na oběžnou dráhu Saturnu nám poskytl neuvěřitelné snímky planety i jejích prstenců.
Planetární plovák
Kdybychom měli dost velkou vodní nádrž, mohli bychom v ní Saturn nechat splývat na hladině. Ačkoliv jde o druhou největší planetu Sluneční soustavy, má ze všech jejích členek nejmenší hustotu – konkrétně 687 kg/m3, což odpovídá přibližně 1/10 hustoty Země a zhruba 2/3 hustoty vody.
Prstence
Saturnovy prstence tvoří částice ledu a prachu, od těch mikroskopických až po objekty s průměrem několika tisíc kilometrů.
Jižní bouře na Saturnu
V roce 2004 objevila sonda Cassini na jižní polokouli Saturnu mohutnou konvektivní bouři nezvyklého tvaru. Atmosférický jev, nazývaný Dračí bouře, vysílá silné rádiové impulzy a stejně jako podobné úkazy na Zemi jej provázejí záblesky světla. Vědci předpokládají, že se bouře odehrává hluboko v atmosféře a jednou za čas pronikne na povrch.
Umělecké znázornění částic Saturnova prstence
Modul Columbus
Výzkumná laboratoř navržená
ESA představuje největší příspěvek Evropy k ISS
Externí náklad
Externí nákladní zařízení obsahuje tři sady nástrojů a experimentů i místo pro tři další.
Kdo postavil ISS?
ISS se skládá z řady tlakovaných modulů a tzv. integrované příhradové konstrukce, která tvoří její páteř. Připojené moduly představují převážně příspěvek Roskosmosu, NASA a vesmírných agentur Japonska (JAXA), Kanady (CSA) a Evropy (ESA). Množství komplexních smluv a dohod se zabývá vlastnictvím, použitím a údržbou stanice. V roce 2016 k ní přibyly moduly BEAM a IDA-2, plánují se ještě Node 4 a Nautilus-X.
V Budově přípravy vesmírné stanice (Space Station Processing Facility) v Kennedyho vesmírném středisku na Floridě pokládá jeřáb do nákladového prostoru víceúčelový logistický modul Leonardo.
Vědecká energetická plošina
Servisní modul Zvezda
Připojovací oddíl
Univerzální připojovací modul
Výzkumný modul Sojuz Výzkumný modul
Příhradová konstrukce S6
Kontrolní modul Zarja
Tlakovaný propojovací tunel 1
Připojovací a nákladní modul Sojuz
Expresní paleta
Příhradová konstrukce S3
Příhradová konstrukce S5
Panely fotovoltaických baterií
Kontrolní panely teploty Mobilní servisní systém Příhradová konstrukce S0
Příhradová konstrukce P3
Canadarm2
Hlavní rotační zařízení solárních panelů
Příhradová konstrukce P5
USA
Rusko
Japonsko
Evropa
Kanada
Itálie
Brazílie
Příhradová konstrukce P6
Panely fotovoltaických baterií
Příhradová konstrukce P1
Příhradová konstrukce S1
Unity (Node 1) Příhradová konstrukce Z1 Cupola
Přechodová komora
Příhradová konstrukce S4
Hlavní rotační zařízení solárních panelů
Node 3
Laboratorní modul Destiny
Node 2
Návratový modul posádky Tlakovaný propojovací tunel 3
Evropská laboratoř Columbus
Příhradová konstrukce P4
Japonský modul Kibo – tlakovaná část Kibo – manipulátor
Kibo – experimentální logistický modul Kibo – venkovní plošina
Tlakovaný propojovací tunel 2
Víceúčelový logistický modul Leonardo
Skříňové experimenty
Tzv. standardizované pozice pro skříňové experimenty (International Standard Payload Rack) nesou vědecké vybavení a probíhají v nich pokusy. Polovina místa je přidělena NASA.
Columbus je připojen k modulu NASA nazvanému Harmony.
Výroba vody ve vesmíru
Posádka ISS by raději neměla přemýšlet nad tím, odkud pochází voda, kterou pije
ECLSS („systém podpory života a kontroly prostředí“) zajišťuje dostatek vody pomocí tzv. systému obnovy vody (WRS). Voda z odpadů pocházejících od posádky, kondenzát a další odpadní voda se destilují, filtrují a zpracovávají. Výsledek slouží k pití, vaření, uklízení a jiným činnostem. Systém výroby kyslíku (OGS) rozkládá H�O na vodík a kyslík. Experimentální sestava k redukci oxidu uhličitého (CReA) využívá zbylý vodík s oxidem uhličitým vyfiltrovaným z kajut posádky k produkci vody a metanu. ECLSS filtruje i vzduch v kajutách, udržuje tlak, umí detekovat a hasit požáry.
1. Zarja
Modul vypuštěný v roce 1998 Roskosmosem se nyní využívá jako skladovací prostor. Předtím sloužil k pohonu, výrobě elektřiny a skladování.
2. Unity
Modul NASA zamířil do kosmu v roce 1998 a jako první se připojil k Zarje. Slouží jako dokovací stanice pro ostatní moduly.
3. Zvezda
V roce 2000 ji vypustil Roskosmos. Obsahuje kajuty posádky, řízení podpory života a další systémy, takže od jejího připojení již byla ISS obyvatelná.
4. Destiny
Laboratoř NASA, vypuštěná v roce 2001, obsahuje také systém kontroly prostředí a slouží jako montážní bod integrované příhradové konstrukce.
5. Quest
Přechodová komora, postavená v roce 2001 NASA, umožňuje výstupy do vesmíru. Komora pro výbavu a výstroj slouží k úschově skafandrů, zatímco komora pro posádku dovoluje výstup do kosmu.
6. Pirs
Výzkumný minimodul Pirs vyslal Roskosmos na orbitu v roce 2001. Mohou se k němu připojit vesmírné lodě a umožňuje i výstup do vesmíru.
7. Harmony Spojovací modul NASA z roku 2007 slouží jako kotvicí bod a dokovací stanice pro moduly i vesmírné lodě.
8. Columbus
Laboratoř ESA odstartovala na oběžnou dráhu v roce 2008. Je speciálně navržena pro pokusy z oblasti biologie a fyziky, přičemž napájí experimenty připevněné k ní zvnějšku.
9. Kibo – experimentální logistický modul Japonský modul (známý také jako JEM-ELM) byl vypuštěn v roce 2008 a slouží k přepravě a skladování.
10. Kibo – tlakovaná část Japonská výzkumná laboratoř odstartovala rovněž v roce 2008 a představuje největší modul ISS. Má externí plošinu a robotickou paži pro experimenty.
11. Poisk Modul Poisk (MRM2) vypustil Roskosmos v roce 2009. Mimo skladování pomůcek k experimentům slouží jako dokovací stanice pro vesmírné lodě a coby přechodová komora pro výstupy do vesmíru.
12. Integrovaná příhradová konstrukce Jsou k ní připevněny termální radiátory a solární panely. Je víc než 100 m dlouhá a má 10 samostatných sekcí.
Anatomie vesmírné stanice
ISS se skládá z modulů, nosníků a solárních panelů
13. Canadarm2 Robotický systém postavený kanadskou CSA se využívá k přepravě zásob, vybavení k údržbě a pro výpomoc astronautům během výstupů do vesmíru.
14. Special Purpose Dexterous Manipulator Velice obratný kanadský robot SPDM neboli Dextre může vykonávat některé úkony mimo ISS, jež dřív vyžadovaly výstup astronautů do vesmíru.
15. Tranquillity
Třetí modul NASA byl úspěšně vypuštěn v únoru 2010. Obsahuje systém ECLSS, stejně jako kotvicí bod pro moduly a lodě.
16. Cupola
Sedm okenních částí pozorovatelského modulu, vypuštěného společně s Tranquillity v roce 2010, tvoří největší okno, jaké se kdy ve vesmíru použilo.
17. Rassvet
Druhý ruský minimodul, z roku 2010, slouží také jako sklad.
18. Leonardo Víceúčelový tlakovaný modul, vypuštěný v roce 2011, se rovněž využívá coby skladovací sekce.
19. Nauka (MLM)
Konečně snad zamíří na orbitu v roce 2020 spolu s evropskou robotickou paží. Víceúčelový modul se má stát odpočinkovou zónou pro posádku, stejně jako výzkumnou laboratoří.
20. Solární panely Čtyři páry panelů přeměňují sluneční záření na elektřinu.
21. Termální radiátory
Aktivní řízení teploty (ATCS) odvádí z ISS přebytečné teplo a vypouští ho do vesmíru skrz radiátory.
ISS na orbitě v počátečním stadiu výstavby v roce 1999
Hmotnost: 419 455 kg
Obyvatelný prostor: 388 m³
Zásoby: 2 722 kg na expedici
Oběžná dráha: ve výšce
402–426 km, se sklonem 51,6°, rychlost 27 744 km/h, 15,7 oběhu za den
Gravitace: 88 % gravitace při hladině moře
Cena: americká vláda odhaduje náklady na 100 miliard dolarů a ESA na 100 miliard eur Podpora posádky: přes 100 000 členů pozemního personálu, 500 zařízení v 37 státech a 16 zemích
Výstupy do vesmíru: 28 výstupů z raketoplánu a 127 z ISS, v celkové délce přes 973 hodin
Jídlo: asi 22 000 zkonzumovaných porcí
Lety: 37× raketoplán Space Shuttle (USA), 2× Proton, 46× Sojuz, 63× Progress (všechny Rusko), 5× ATV (ESA) a 7× H-II Transfer Vehicle (Japonsko), 17× Dragon, 10× Cygnus (oba USA) Řídicí a monitorovací centra mise: NASA (2), Roskosmos (1), ESA (2), JAXA (1) a CSA (1)
Podle odhadů je ve 100 miliardách galaxií v celém vesmíru až 10 miliard bilionů hvězd, ale asi „jen“ 200 miliard z nich se nachází v naší Galaxii. Většinu stálic tvoří plazma, helium a vodík. Vznikají, když obří molekulární mračna, kterým se také říká hvězdné porodnice, postihne gravitační kolaps. Tím stoupne tlak a zvýšená teplota přinutí fragmenty spojit se v tzv. protohvězdu. V jádrech běžných hvězd probíhá během jejich existence jaderná reakce a stálice září díky energii, jež se při ní uvolňuje. Hvězdy klasifikujeme podle tzv. Hertzsprungova-Russellova diagramu a zaměřujeme se na barvu, teplotu, hmotnost, poloměr, zářivost a spektrum, které zahrnuje podpis chemického složení stálice. Existují tři hlavní typy hvězd – pod hlavní posloupností, nad ní a na ní – a sedm tříd. Nejvíc informací máme o Slunci, žlutobílé hvězdě typu G z hlavní posloupnosti, s poloměrem 700 000 km a teplotou 5 700 °C. Některé stálice nad hlavní posloupností mohou být až 1 000krát větší, zatímco poloměr těch pod hlavní posloupností dosahuje obvykle jen několika kilometrů.
A zrodila se
MÁLOHMOTNÉ HVĚZDY
Červený
Obří molekulární mračno
Protohvězdy
Téměř hvězda
Protohvězda je kulovitá masa a představuje jednu z prvotních fází života stálice. Má pravidelný tvar a obsahuje prach a plyn, který se shlukl, když se zhroutilo obří molekulo vé mračno. Hvězda může ve stadiu protohvězdy existovat až stovky tisíc let, stále se zahřívá a její hustota roste.
Červení trpaslíci představují malé a relativně chladné hvězdy. Je jich sice mnoho, ale obvykle nedosahují ani poloviny hmotnosti Slunce. Teplo, jež generují, vzniká pomalu uvnitř jádra, kde se vodík mění na helium, a pak se konvekcí dostává na povrch. Kromě toho žijí červení trpaslíci díky nízké hmotnosti déle – v porovnání s hvězdami typu Slunce až o miliardy let.
HVĚZDY PODOBNÉ SLUNCI
obr
Stálice exploduje
Když má hvězda dost hmoty pro přechod do fáze veleobra, nestane se z ní bílý trpaslík, ale supernova. Jaderné reakce v jádru veleobra vyhasnou a ztráta energie může vést ke gravitačnímu kolapsu. Prach a plyn jsou vymrštěny do okolí rychlostí až 30 000 km/s.
HMOTNÉ HVĚZDY
Hnědý trpaslík se někdy vůbec nepovažuje za hvěz du, ale za podhvězdné těleso. V porovnání s ostat ními stálicemi je překvapivě malý a nikdy nedo sáhne takové teploty, hmotnosti a dostatečně vysokého tlaku, aby v jeho jádru započaly jaderné reakce. V rámci Hertzsprungova -Russellova diagramu leží hnědí trpas líci pod hlavní posloupností. Mají polo měr přibližně jako Jupiter a kvůli jejich velikosti a složení (helium a vodík) bývá obtížné je odlišit od plynných planet.
Veleobři patří mezi nejvzácnější typy hvězd, mohou dosáhnout velikosti celé Sluneční soustavy a také být 10 000krát jasnější než Slunce. Na Hertzsprungově-Russellově diagramu se nacházejí nad hlavní posloupností a vznikají, když se vyčerpá vodík ve stálicích hlavní posloupnosti, jako je ta naše. Nejvzácnější hvězda
Chladná hvězda
hvězda
Vodík dochází a hvězda začíná kolabovat
Stálice dál kolabuje, protože už se nespaluje helium
Co se týká velikosti a teploty, nachází se Slunce v porovnání s ostatními hvězdami zhruba uprostřed
Gravitaci vyvažuje pouze tlak plynu
Malá, nejasná hvězda postupně slábne
Bílí trpaslíci se považují za poslední fázi životního cyklu hvězdy, pokud se jí nepodařilo shromáždit dostatek hmoty, aby se z ní stala supernova (a v 95 % případů se to nepovede). Jádra bílých trpaslíků obvykle obsahují uhlík a kyslík, který zbyl po vyčerpání plynu během jaderných reakcí. Bílý trpaslík vzniká, když stálice hlavní posloupnosti projde fází červeného obra. Je malý, velikostí podobný Zemi, ale neuvěřitelně hustý, zhruba s ekvivalentem hmotnosti Slunce. Protože mu nezbývá žádná energie, je v porovnání s většími typy hvězd slabý a chladný. Chyťte
Větší než supernova
Hypernova je větší verzí supernovy. Veleobři s hmotností víc než 100krát přesahující Slunce by údajně tak obrovské exploze mít mohli. Pokud by se nějaký nacházel blízko Země a stala se z něj hypernova, výsledné záření by vedlo k hromadnému vymírání.
Bílý trpaslík
Pozůstatek stálice
Černí trpaslíci jsou hypotetickou další fází degenerace stálice po stadiu bílého trpaslíka, kdy jsou dostatečně chladní, že už nevyzařují teplo či světlo. Předpokládá se, že ještě žádný neexistuje – protože čas, který by bílý trpaslík potřeboval k přechodu do daného stavu, přesahuje momentální stáří vesmíru. A i kdyby existoval, bylo by velice těžké jej odhalit a pozorovat, protože nic nevyzařuje.
Černý trpaslík
Neutronová hvězda
Neutronový
Neutronové hvězdy jsou potenciální další fází v životním cyklu stálice. Pokud je hmotnost zbytku po supernově maximálně třikrát větší než hmotnost Slunce, vzniká neutronová hvězda: Skládá se pouze z neutronů, částic, jež nemají žádný elektrický náboj.
Černé díry by měly vznikat na konci života veleobrů, jestliže jejich hmotnost více než třikrát překonává Slunce. Po výbuchu supernovy mohou některé z těchto hvězd zanechat tak hmotný pozůstatek, že bude gravitačně nestabilní.
ASTRONOMIE
Hvězdokupa Coronet
pozorovaná rentgenovou observatoří Chandra
1. Stínítko
Podobně jako kryt na objektiv fotoaparátu je navrženo, aby blokovalo nechtěné zdroje světla.
3. Hledáček
Menší dalekohled s větším zorným polem, navržený k rychlejšímu zaznamenání vybraného cíle.
5. Okulár
Optický výstup pro světelný zdroj zvoleného cíle, navržený, aby odpovídal velikosti lidského oka.
6. Ostření
Podobné jako u nastavitelné čočky fotoaparátu, užitečné k postupnému seřizování pro poskytnutí ostřejšího obrazu.
Dalekohledy představují široký druh technologie, který vědci, astronomové i laici používají k pozorování vzdálených objektů prostřednictvím shromažďování elektromagnetického záření
2. Tělo dalekohledu
Hlavní část, kde se světlo zrcadlí či prochází přes čočky (nebo obojí) směrem do ohniska.
4. Nástavec
hledáčku
Často odnímatelný; drží hledáček na svém místě.
Jak dohlédnouteleskopy
9. Polohovací čepy
Dvojice šroubů pro stabilizaci šířky.
na hvězdy?
Zpočátku šlo o jednoduché ruční nástroje sestávající z hrubě spárovaného spojkového objektivu a rozptylkového okuláru, používané k pozorování vzdálených objektů. Později se dalekohledy začaly využívat ke sběru a monitorování elektromagnetického záření vzdálených vesmírných jevů. Každopádně patří k nejpřevratnějším vynálezům lidstva. Ano, dnes existují přístroje, jež dokážou sledovat, nahrávat a zobrazovat téměř jakékoliv vlnové délky elektromagnetického spektra, včetně těch bez viditelného světla, a prohlubují naše chápání okolního světa i odlehlých končin vesmíru. Prohlédněme si některé používané druhy dalekohledů a podívejme se, jak fungují a co objevují.
7. Protizávaží
Jednoduché závaží pro podporu stability.
Přestože od nás galaxii
M82 dělí asi 12 světelných let, dokázal Hubbleův teleskop zachytit tento úžasný snímek
Mlhovina NGC 281 je z temných oblastí viditelná amatérskými dalekohledy
Arizonská observatoř Kitt Peak a tamní 84palcový přístroj
Optický dalekohled
Od jeho vynálezu v roce 1608 představuje pozorování vzdálených objektů „hračku“. Jak ovšem různé dalekohledy fungují?
Zjistěte vše o typech přístrojů používaných amatéry i profesionálními astronomy
1 Zrcadlový
Patří k nejběžnějším typům optického dalekohledu. Využívá jedno zakřivené a jedno rovinné zrcadlo k přímému odrazu světla tubusem a ke zformování obrazu. Byl vynalezen v 17. století jako alternativa k čočkovému typu, jenž trpěl závažnou barevnou vadou (nemožnost soustředit všechny barvy do jednoho bodu).
2 Čočkový
První dalekohled z roku 1608 byl právě čočkový. Zmíněné přístroje spojují vlastnosti spojky v objektivu a rozptylky v okuláru pro vykreslení obrazu a používají se dodnes. Stále však existuje mnoho technických překážek –včetně prohnutí čoček, barevné a kulové vady –, jež v posledních letech snižují jejich význam.
8. Kolečko pro seřízení azimutu Klíčový mechanismus sloužící k namíření dalekohledu ve směru cíle na nebi.
Standardní optický dalekohled funguje na principu odrazu či lomu velkého množství světla z viditelné škály elektromagnetického spektra do ohniska pozorovatelného skrz okulár. V principu sbírá primární zrcadlo či velká čočka objektivu značné množství světla ze zaměřeného cíle a poté, jeho soustředěním na malou čočku okuláru, se sestavený obraz přenese zvětšený na sítnici uživatele, zdánlivě bližší a podstatně větší, než ve skutečnosti je. Síla každého dalekohledu je tedy přímo úměrná průměru či otvoru čočky objektivu nebo primárního zrcadla.
2 Katadioptrický
Nejpokročilejší a nejstabilnější ze všech optických dalekohledů jsou katadioptry, jež k sestavení obrazu využívají kombinaci zrcadel a čoček, stejně jako množství korektorů pro zachování přesnosti. První takový přístroj sestrojil Bernhard Schmidt, který svým patentem vyřešil optické chyby –kulovou a čárovou vadu a astigmatismus.