Sonda Hajabusa2 míří k miniaturní planetce: další kapitola japonské preciznosti ve vesmíru

Japonská sonda Hajabusa2 po úspěšném návratu vzorků z asteroidu Ryugu pokračuje v rozšířené misi, jejímž vrcholem má být průlet kolem mimořádně malé planetky. Nová měření naznačují, že cíl je ještě menší, než se původně předpokládalo, a pro navigaci i vědecké plánování to představuje zcela novou ligu obtížnosti.

Příběh Hajabusy2 je učebnicí trpělivosti, přesné inženýrské práce a chytrého plánování spotřeby paliva. Po primární fázi mise – mapování a odběru materiálu z Ryugu a předání kapsle se vzorky na Zemi – sonda využila iontové motory s mimořádně úsporným tahem, aby si mohla dovolit několik let jemné korekce dráhy. Rozšířený plán přinesl setkání s dalším malým tělesem a možnost porovnat dva úplně odlišné typy asteroidů: suti podobnou hromadu (Ryugu) a kompaktní, rychle rotující drobek s velmi nízkou gravitací.

Právě extrémně malá velikost a rychlá rotace cílové planetky jsou důvodem, proč jde o mimořádný test navigace. Takové těleso vytváří slabou gravitační signaturu, takže sonda se o jeho přítomnosti „dozvídá“ až na poslední chvíli přímým optickým naváděním. Standardní techniky založené na jemných gravitačních poruchách zde téměř nefungují, což nutí řídicí tým spoléhat na rychlé palubní vyhodnocování snímků a pružné korekce dráhy. Každá chyba v odhadované velikosti nebo albedu (odrazivosti) objektu se při tak malém cíli násobí: od řízení expozic až po samotné určení polohy vůči hvězdnému pozadí.

Vědecké cíle jsou přitom ambiciózní. Tým očekává, že ultramalé asteroidy mohou ukrývat vodítka k raným fázím formování sluneční soustavy: od zpevnění zrníček prachu přes tepelné procesy až po kolize, které z větších těles udělaly roztříštěné fragmenty. U cílů takové velikosti navíc vstupují do hry alternativní mechanismy transportu materiálu po povrchu: oscilační vytřídění zrn v důsledku rychlé rotace, „balistické“ skoky prachu a lokální uvolňování kousků horniny po zásahu mikrometeoroidů. Každý snímek s vysokým rozlišením tak může sloužit jako laboratoř geofyziky v mikroměřítku.

Inženýrská stránka mise je neméně zajímavá. Iontové motory umožnily sondě setrvat ve hře dlouhé roky po primárním úkolu. Jejich nízký tah znamená pomalé, ale extrémně efektivní manévry, které se kumulují do výrazných změn dráhy. K tomu si připočtěme energetický management – od šetrného hospodaření s palubní elektronikou po optimalizaci orientace solárních panelů – a je zřejmé, že rozšířená mise je demonstrací, jak z „hotové“ sondy vytěžit maximum vědy.

Velké téma představuje planetární obrana. Mini-asteroidy, byť samy o sobě malé, nám prozradí hodně o tom, jak se chová pevné těleso při rychlé rotaci, jaké má pevnostní limity a jak se fragmenty spojují nebo rozpadají. Tyto informace jsou klíčové pro modelování účinku odklonových misí (typ DART) i pro odhad následků případného průletu úlomků těsně kolem Země. Zvlášť cenné jsou údaje o tvarech rychle rotujících „topolínků“ (angl. top-shaped bodies), u nichž i drobná změna momentu hybnosti může zásadně přeskupit regolit a ovlivnit povrchové vlastnosti.

Menší než čekáno – to je formule, která převrací přípravu takové návštěvy naruby. Příliš malý průměr znamená, že těleso je hůř detekovatelné na větší vzdálenosti, má menší fotometrickou amplitudu a může jevit výrazné změny jasnosti v závislosti na fázi a geometrii. Navigační software musí průběžně re-kalibrovat očekávanou velikost a odrazivost, aby nedošlo k „přeexponování“ snímků nebo naopak ke ztrátě cíle. Každé procento v odhadovaném albedu či průměru se promítá do času, kdy sonda přejde z inercielního sledu hvězd na optické navádění, a tedy i do rizika, že cíl mine.

Z pohledu veřejnosti také hraje roli kontinuita: Hajabusa2 už jednou dodala vědecky převratné vzorky a poté „nezmizela v archivu“. Namísto toho pokračuje jako pilot pokročilé, udržitelné kosmické logistiky: jeden nosič, více vědeckých kapitol, postupně sbírané dílčí odpovědi. Takový přístup šetří peníze i čas a pomáhá rychleji ověřovat hypotézy, které by jinak čekaly na novou misi celou dekádu.

Proč je tahle návštěva důležitá? Protože fyzika malých těles je klíčem k velkým otázkám. Z detailů o rotaci, tvaru, zrnitosti a tepelné historii se skládá obraz, jak se z prachu a kameniva stal pestrý „zoologický“ park asteroidů a komet. A dnešní schopnost přesně kormidlovat a fotometricky analyzovat těleso o velikosti domu je důkazem, že robotické sondy se stávají chirurgickými nástroji kosmické vědy.

Závěrečná výzva pro tým zní: zkrotit nejistoty v jasu, velikosti a periodě rotace tak, aby průlet přinesl maximální datový zisk. Pokud se to podaří, Hajabusa2 znovu posune laťku v tom, jak z jedné platformy vydolovat roky špičkové vědy – a jak z drobných kamínků poskládat velký příběh o původu naší soustavy.