Čína vstupuje na pole nové orientace kosmických sond  
Čínská raketa Dlouhý pochod 11 se včera v 0:42 našeho času dočkala svého již druhého startu. Z kosmodromu Ťiou-čchüan vynesla hned několik satelitů, z nichž nejzajímavější exemplář má za úkol ověřit možnosti navigace pomocí pulsarů.

Raketa, která má všechny stupně na tuhá paliva dopravila náklad na heliosynchronní dráhu. Tady se od horního stupně oddělila jak družice XPNAV-1 zaměřená na pulsarovou navigaci, tak i cubesat Xiaoxiang-1, který má ověřit systémy stabilizace pro malé teleskopy. Společně s těmito družicemi letěly i další cubesaty určené ke sledování Země.

 

Start rakety CZ-11. Zdroj: spaceflight101.com
Start rakety CZ-11. Zdroj: spaceflight101.com

Výhodou rakety CZ-11 je, že se dá rychle připravit ke startu. Hotové exempláře je možné uložit do skladů a ke startu se dají připravit v řádu hodin. Raketa je čtyřstupňová, na výšku měří 20,8 metru, průměr činí 2 metry. Hmotnost se pohybuje okolo 60 tun, přičemž při startu poskytuje tah 120 tun. První tři stupně vytvoří suborbitální dráhu, následuje přeletová fáze s vypnutým motorem a čtvrtý stupeň v nejvyšším bodě zažehne svůj motor a zakulatí oběžnou dráhu.

Tato raketa si poradí s nákladem o hmotnosti 700 kilogramů, který má být dopraven na dráhu ve výšce 200 kilometrů. Pro let na heliosynchronní dráhu ve výšce 700 kilometrů (jako v aktuálním případě), klesá její nosnost na 380 kilogramů.

 

XPNAV-1. Zdroj: https://i.imgur.com
XPNAV-1. Zdroj: https://i.imgur.com

Družice XPNAV-1 je prvním exemplářem v historii, který bude ověřovat možnosti navigace podle pulsarů. Tyto systémy budou potřeba při letech mimo sluneční soustavu, což je sice daleko, ale kdo je připraven, není překvapen. Tento systém má k orientaci využívat dokonale pravidelných rentgenových pulsů, které vysílají pulsary. Svým způsobem je tento systém podobný klasickým družicovým navigačním systémům jako je GPS. Jen s tím rozdílem, že místo družic použijeme vzdálené pulsary.

Jejich rentgenové pulsy vznikají tím, jak se hvězda rychle otáčí kolem své osy. Jedná se o neutronové hvězdy, které prokazují velkou stabilitu i v dlouhém časovém rámci. Díky tomu můžeme pulsary považovat za kosmické majáky, které nám pomohou zorientovat se v prostředí kosmické prázdnoty. Pravidelnost pulsarů překonává i ty nejpřesnější atomové hodiny více než 10 000×. Pulsy přitom mohou mít periodu v řádu milisekund, ale i sekund.

 

Princip pulsarové navigace. Zdroj: https://i.imgur.com
Princip pulsarové navigace. Zdroj: https://i.imgur.com

V předminulém odstavci jsme již nakousli podobnost tohoto navigačního systému s již používanými družicovými navigačními systémy. Samotná triangulace takovým problémem není, ale celý systém byl ještě v nedávné minulosti velmi náročný na sestavení. Pokud se Číně podaří ověřit principy a hlavně technologie nutné pro pulsarovou orientaci, bude se jednat o významný krok vpřed na cestě k navigaci v hlubokém vesmíru.

Na Zemi se navíc systém testovat nedá – zemská atmosféra totiž (naštěstí pro život) pohlcuje kosmické záření včetně rentgenového. Úspěšné ověření tohoto systému by ale našlo uplatnění i při cestách ve sluneční soustavě. Pokud totiž pomineme orientaci pomocí hvězd, jsou sondy závislé na pozemních sledovacích stanicích, které měří vzdálenost sondy od Země pomocí sledování radiového signálu. Měří cestu signálu rychlostí světla a na základě výpočtů pak získají představu o pozici sondy. Nový systém by umožnil, aby sondy pracovaly autonomněji a zbaví je zdlouhavé závislosti na údajích ze Země.

Družici XPNAV-1 o váze 240 kilogramů postavila Čínská akademie kosmických technologií. Na palubě najdeme dva systémy detektorů – zaměřovací detektor a kolimovaná mikrokanálová deska. Druhé zařízení bude schopné měřit úroveň rentgenového pozadí, zatímco směrový detektor bude mít za úkol určit charakter rentgenového pulsaru. Teleskop o průměru 17 centimetrů používá speciální optiku, protože tradičně používané čočky a zrcadla se pro rentgenové spektrum nedají použít.

 

 

Satelit XPNAV-1 by měl určit charakteristiku 26 blízkých pulsarů. Zaměří se na jejich frekvenci a intenzitu, takže vytvoří navigační databázi, která najde uplatnění při příštích operačních misích. Samotná družice by měla fungovat pět až deset let. Čínský satelit XPNAV-1 je prvním exemplářem, který má ověřit pulsarovou navigaci, ale rozhodně není jediným projektem na toto téma.

NASA chystá program pojmenovaný SEXTANT (Station Explorer for X-Ray Timing and Navigation Technology), který bude v roce 2017 umístěný na Mezinárodní vesmírnou stanici. SEXTANT se bude skládat z 56 rentgenových detektorů a má ověřit, zda je navigace podle pulsarů technologicky realizovatelná.

 

Cubesat Xiaoxiang-1. Zdroj: spaceflight101.com
Cubesat Xiaoxiang-1. Zdroj: spaceflight101.com

Na závěr si ještě představíme další malé cubesaty, které se včera vydaly na oběžnou dráhu. Prvním z nich je 7,6 kilogramu vážící 6U cubesat pojmenovaný Xiaoxiang-1. Vznikl ve výzkumném institutu Changsha Gaoxinqu Tianyi a má otestovat stabilizační systémy pro malé družice, které by se daly uplatnit u malých teleskopů na oběžné dráze. Další pasažérem byl Lishui-1, což je buďto 2U, nebo 3U cubesat, jehož úkolem je ověřit technologie, které ve výsledku povedou k vytvoření rozsáhlé flotily malých satelitů (nejspíše také cubesatů). Ty budou z oběžné dráhy snímkovat Zemi a jejich fotky následně najdou uplatnění na komerčním trhu.

 

O stavbu 2U cubesatu CAS-2T se postarali studenti-radioamatéři. Tento satelit byl ale od začátku plánován tak, že se neoddělí od horního stupně rakety a bude k němu stále připojen. Na jeho palubě najdeme UHF i VHF transpondéry, které mohu využívat členové radioamatérské komunity. K hornímu stupni zůstal připojený i systém skládající se z kamer, optického komunikačního systému a dalších senzorů. Jejich úkolem bylo měřit různé parametry během startu. Podle nepotvrzených informací byl na palubě i cubesat Pina-2, který spadá pod Aerospace DFH.

Sledování objektů na oběžné dráze ukázalo, že raketa Dlouhý pochod-11 zanechala na oběžné dráze šest objektů. Čtyři z nich jsou na dráze 490 × 510 kilometrů, která je vůči rovníku skloněna o 97,4° a zbývající dva najdeme na eliptické dráze 500 × 1030 km se sklonem 98,8°.

 

Psáno pro Kosmonautix a osel.cz

Zdroje informací:

http://spaceflight101.com/
http://forum.kosmonautix.cz/
http://space.skyrocket.de/

Zdroje obrázků:
https://i.imgur.com/cgczzX9.jpg
http://spaceflight101.com/wp-content/uploads/2016/11/1478772399715401.jpg
https://i.imgur.com/HWZRFr3.jpg
https://i.imgur.com/2QtQyux.jpg
http://spaceflight101.com/wp-content/uploads/2016/11/202455egjjztjevszmmwgj.jpg

Autor: Dušan Majer
Datum: 11.11.2016
Tisk článku

Související články:

Nová čínská stanice – už letos     Autor: Dušan Majer (07.03.2016)
Úsvit kvantové komunikace díky Číně     Autor: Dušan Majer (18.08.2016)



Diskuze:



Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace