utorok 13. januára 2015

Raketa Falcon-9R v1.1 (2015-001D)


Tento rok otváram pozorovania satelitov snímkom objektu z prvého štartu tohto roku. Je ním posledný stupeň rakety Falcon-9, ktorá pred pár dňami vyniesla zásobovaciu loď Dragon CRS-5 k ISS. Nanímal som ho 13. januára 2015 o 6:19 SEČ na 25 sekundovú expozíciu. Kedže v minulosti som už druhý stupeň Falconu-9 pozoroval (vid tu), tušil som, že nesklame. A nesklamal. Objekt bol bez problémov pozorovateľný a to napriek vysokej oblačnosti a mierne presvetlenej oblohe. Jasnosť tohto veľkého bieleho "valca" totiž v maxime dosahovala asi 0 mag, pričom zároveň vykazovala periodické zmeny klasicky svedčiace o rotácii objektu.
Horná časť rakety Falcon-9R v1,1 pri
štarte s Dragonom CRS-5

Štart tohto Falconu, ktorý z Cape Caneveralu prebehol 10. januára, bol iný oproti minulým, o čom svedčí aj prídavné označenie R, teda "reusable" - znovupožiteľný. Pri tomto štarte totiž prebehol historicky prvý pokus o kompletnú záchranu prvého stupňa nosnej rakety - čo je cieľ, o ktorý sa spoločnosť SpaceX už dlhodobo usiluje, pretože jej to môže v blízkej budúcnosti umožniť výrazne zníženie nákladov na štart. Preto mal po skončení práce pri vynášaní nákladu a  oddelení sa od druhého stupňa prvý stupeň Falconu-9 bezpečne pristáť na plávajúcej plošine v Atlantickom oceáne. Žiaľ neprebehlo to úplne podľa predstáv - posledný stupeň sa síce na plošinu trafil, avšak kvôli zlyhaniu hydraulickej stabilizácie na ňu narazil tvrdo, pričom bol kompletne zničený a mierne poškodil aj samotnú plošinu (vid obr. nižšie). Problém bol však už identifikovaný a o ďalší pokus sa spoločnosť SpaceX pokúsi už pri nasledujúcom štarte Falconu-9. Nehladiac na tento nie celkom vydarený, no zaujímavý pokus, štart ako taký bol úplne úspešný a Dragon sa bezpečne dostal na svoju orbitálnu cestu k ISS, ku ktorej sa úspešne pripojil 12. januára.
A takto skončil 1. stupeň rakety pri pokuse o pristátie na plošine

A podľa všetkého práve vďaka pokusu so znovupoužiteľnosťou nám na orbite ostal aj druhý stupeň, ktorý je normálne pri štartoch tohto typu rakety na LEO dráhy pomocou zvyškov paliva z orbity kontrolovane stiahnutý. Avšak prvý stupeň Falconu 9R je kvôli istým technickým prídavkom súvisiacim s jeho pristátím o niečo ťažší, čím sa trochu znižuje jeho nosnosť a práve toto musel vykompenzovať 2. stupeň, ktorému už ale neostalo takmer žiadne zvyškové palivo na deorbit manéver. Ostal sa tak pohybovať na nízkej dráhe, ktorá v čase fotografovania dosahovala parametre cca 190 x 320 km. Na tak nízkej orbite ale dlho nevydrží a už o pár dní nekontrolovane vstúpi do atmosféry, pričom sa tak môže stať nad akýmkoľvek územím medzi 51. stupňom severnej a južnej zemepisnej šírky. Je tu teda veľmi malá pravdepodobnosť, žeby nám nejaké kúsky tejto rakety mohli dopadnúť aj na naše územie podobne, ako sa to stalo nedávno v Brazílii (vid môj minulý príspevok).

Update: Druhý stupeň Falconu nakoniec vstúpil do atmosféry 17. januára nad Amurskou oblasťou v Rusku, kde náhodní pozorovatelia nasnímali toto fascinujúce video:

utorok 6. januára 2015

Neobvyklé pozorovania: Vstupy umelých telies do atmosféry

Zánik posledného stupňa americkej rakety Falcon-9
 pozorovaný 28. decembra 2014 z Brazílie
Pri sledovaní oblohy môžete niekedy uvidieť naozaj netradičné, zvláštne a zároveň úžasne vyzerajúce javy. Sú pomerne zriedkavé a ich prípadné pozorovanie je často dielom čistej náhody. V tomto seriáli článkov sa chcem zamerať na tie, ktoré súvisia s umelými kozmickými objektami a v prípade, že máte šťastie, môžu Vám spestriť sledovanie oblohy neuveriteľným spôsobom.

V tomto prvom dieli porozprávam o pozorovaniach návratov umelých telies do atmosféry. Vstup nejakého prirodzeného kozmického telesa do atmosféry už videl hádam každý. A každý by mal tiež vedieť, že sa tento jav nazýva meteor (alias ľudovo obľúbená padajúca hviezda) a vzniká vďaka vysokej rýchlosti daného telesa, ktoré sa vplyvom obrovského trenia o molekuly atmosféry rozžhavý a rozžiari. Avšak pozorovanie vstupu umelého telesa do atmosféry je oveľa vzácnejšie a to napriek tomu, že je týchto telies na orbite pomerne hodne. Ako dobre vieme, väčšina umelých telies na zemskej orbite je ovplyvňovaná zvyškovými molekulami atmosféry Zeme, ktoré siahajú do kozmického priestoru aj tisíce km od jej povrchu. Umelé satelity, ktoré sa okolo Zeme pohybujú minimálne prvou kozmickou rýchlosťou, do týchto molekúl narážajú a tým strácajú malú časť svojej pohybovej energie. Zvyšky atmosféry ich teda pomaly pribrzďujú, kvôli čomu sa výška orbity satelitov neustále znižuje. Samozrejme, čím je orbita nižšia, tým je koncentrácia molekúl vyššia, zrážok s nimi exponenciálne pribúda a satelit klesá stále rýchlejšie a rýchlejšie. Tento vplyv výrazne ovplyvňuje životnosť satelitov nachádzajúcich sa na orbite pod cca 500 km, kde bez aktívnej úpravy svojej dráhy vydržia nanajvýš pár rokov. Avšak už vo výške 800 km môžu zotrvať stáročia a vo výškach nad 6 tisíc km dokonca teoreticky neobmedzene dlho, kedže tu už vplyv atmosféry prakticky úplne mizne.

Dlhoexpozičná snímka zániku posledného stupňa ruskej
 rakety Vostok-M pozorovaného zo severu Nórska v októbri 2014
Do akej miery je satelit molekulami atmosféry ovplyvňovaný ale nezávisí len od jeho výšky nad povrchom, ale aj od iných faktorov, ako je jeho hmotnosť či plošné rozmery. Čím je ľahší a rozmernejší, tým klesá z orbity rýchlejšie. Od istej výšky nad povrchom (v zásade 110 - 120 km) už dosahuje hustota atmosféry také hodnoty, že orbitálna rýchlosť akéhokoľvek satelitu je neudržateľná a satelit začne s orbity vysokou rýchlosťou "padať" k zemskému povrchu (pozor, nejde ešte ale o voľný pád!), pričom spočiatku stále dosahuje rýchlosti blízke prvej kozmickej (cca 7,8 km/s). Ďalej to už poznáme - pri tejto rýchlosti dôjde kvôli vysokému treniu vo výškach cca 90 až 60 km k rozžhaveniu a deštrukcii satelitu, ktorého úlomky z veľkej časti v atmosfére úplne zhoria. Vznikne tak akýsi umelý meteor, ktorý môže hlavne pri väčších satelitoch na oblohe predviesť skutočne veľmi spektakulárne divadlo. Bežný pozorovateľ ho od prirodzeného meteoru môže odlíšiť hlavne vďaka jeho relatívne nízkej rýchlosti, ktorá umožňuje jeho dlhé pozorovanie. Zatiaľ čo prirodzený bolid možno ideálne pozorovať nanajvýš niekoľko málo sekúnd, zanikajúce satelity sú bežne pozorovateľné aj desiatky sekúnd, pričom je častá aj ich mnohonásobná fragmentácia (vid obr. úplne hore), ktorá sa u prirodzených bolidov často neprejavuje.
Stopa, ktorá ostala na oblohe po zániku
rakety Falcon-9 nad Ruskom 17. januára 2015
V prípade, že k vstupu telesa do atmosféry dôjde krátko pred východom alebo po západe Slnka, môže byť po ňom na oblohe viditeľná jasná, postupne sa rozptyľujúca "dymová" stopa, ktorú je možné pozorovať aj desiatky minút po páde satelitu (vid obr. vľavo). Ide vlastne o akúsi umelú obdobu NLC oblakov, ktoré v tomto prípade tvoria mikroskopické zvyšky telesa, ostavajúce po jeho ablácii vo vysokej atmosfére.

Pozorovanie takýchto javov je ale naozaj pomerne vzácne. Ja osobne som síce videl pár veľmi pomalých meteorov o ktorých predpokladám, že boli umelého pôvodu, avšak aj v takom prípade určite išlo len o veľmi malé a pravdepodobne ani nekatalogizované úlomky kozmického odpadu. Spektakulárny zánik riadneho "kusu železa" som ešte nemal šťastie pozorovať.
Táto kompozitná tlaková nádrž spadla15 metrov
 od domu farmára v Brazílii po zániku rakety
Falcon (fotografia úplne hore)
Hoci k návratom väčších satelitov do atmosféry dôjde niekoľkokrát za mesiac, presne predpovedať, kedy a nad akým územím k nim dôjde je veľmi ťažké, z dlhodobejšieho horizontu dokonca úplne nemožné. Na veľmi nízkej orbite má totiž na dráhu satelitu vplyv mnoho faktorov, akými sú hlavne nepredvídateľné lokálne fluktuácie hustoty vrchných vrstiev atmosféry, ktoré súvisia predovšetkým s meniacou sa intenzitou slnečnej aktivity. Tie môžu spôsobiť veľký rozptyl v predpovedi zániku satelitu a tak aj pri veľmi precíznom sledovaní jeho dráhy možno ako-tak presnú lokalitu jeho vstupu do atmosféry odhadnúť len niekoľko hodín pred ním samotným. Kvôli tomu je prípadné pozorovanie takéhoto javu naozaj hlavne o šťastí a doteraz bolo len málo amatérskych pozorovateľov, ktorý ho cielene pozorovali (resp. boli na jeho pozorovanie pripravený). Výnimku tvoria samozrejme tzv. kontrolované zániky telies v atmosfére (napr. 120 tonový Mir z roku 2001, či pravidelné zániky zásobovacích lodí ISS), ktoré sa ale v zásade dejú nad rozsiahlymi a neobývanými oblasťami (hlavne juh Pacifiku), takže našinec nemá šancu si ich vychutnať.

Veľká nádrž z americkej rakety Delta-2 nájdená v roku 2013
v Zimbabwe
Neplánované zániky môžu ale nastať teoreticky kdekoľvek na svete (samozrejme v závislosti od sklonu orbity satelitu) a v prípade, že sa odohrajú na jasnej oblohe nad huste obývanými oblasťami, prakticky vždy pritiahnu pozornosť mnohých náhodných, zväčša úplne laických pozorovateľov. Tí ich pomerne často považujú za UFO a mnohé UFO hlásenia z minulosti takto boli pozdejšie aj identifikované. K vôbec prvému pozorovaniu zániku satelitu došlo ešte v apríli 1958, keď rozpad Sputnika 2 zaujal mnoho pozorovateľov nad východným pobrežím USA. Od vtedy bolo zdokumentovaných ďalších vyše 250 prípadov z celého sveta (ich vynikajúci prehľad robí jeden z najvýznamnejších satelitných pozorovateľov Ted Molczan - vid tu).
Nálezy takýchto guľovitých tlakových nádrží sú v súvislosti
s návratom kozmického odpadu najčastejšie. Táto pochádza z ruskej
rakety Zenit a našli ju v roku 2011 vo Wyomingu

Samozrejme, tak ako v prípade niektorých veľmi jasných meteorov, aj zániky veľkých satelitov môžu niekedy priniesť "neočakávanú dohru" až na zemskom povrchu. Ich časť totiž ohnivý prechod atmosférou môže prežiť a dopadnúť na zem. V prípade zánikov satelitov sa to deje dokonca oveľa častejšie ako v prípade prirodzených bolidov, pretože kvôli ich relatívne nízkej vstupnej rýchlosti a niektorým veľmi odolným častiam (hlavne tlakové nádrže a súčasti raketových motorov) prežije prechod atmosférou v zásade 10 - 40%  hmoty satelitu. Môže ísť o veľmi malé kúsky, ktoré vám neublížia, ani keď vás trafia priamo do hlavy (viď známy prípad Lottie Williamsovej), ale aj o skutočné kusiská schopné zničiť dom či usmrtiť človeka (pozri napr. obr. zo Zimbabwe). Celkovo je od začiatku kozmickej éry evidovaných vyše 70 nálezov umelých kozmických telies na zemskom povrchu (ich nie celkom úplný prehľad je tu). Takže ak niekedy budete mať to šťastie a budete nad hlavou pozorovať rozpad umelého satelitu v atmosfére, skúste aj preskúmať okolie, či vám náhodou nejaký jeho kúsok tiež nespadol z neba (tak ako sa to stalo nedávno v Brazílii). A dajte vedieť. ;)

No a na úplný záver si vychutnajte pár vydarených videí zo vstupov umelých telies do atmosféry z rôznych častí sveta:
Zánik posledného stupňa rakety, ktorá vyniesla pilotovanú loď Sojuz-TMA3M. Pozorované 24. decembra 2011 z Nemecka 
Takto zachytili zánik rakety zo štartu ruskej družice Meteor-M2 nad Austráliou. Nasnímané 10. júla 2014
Toto video je z Belehradu a zachytáva rozpad rakety zo štartu Sojuzu-TMA15M. Pozorované 26. novembra 2014
A toto je video z vyššie spomínaného zániku posledného stupňa rakety Falcon-9 nad Brazíliou

štvrtok 1. januára 2015

Rok 2014: Rekapitulácia

Tak ako minulý rok, aj teraz tu uvádzam stručný rekapitulačný príspevok ohľadom uplynulého roka, týkajúci sa nielen mojich pozorovaní, ale aj kozmonautiky ako takej. Na začiatok som tu zo všetkých vydarenejších snímkov, ktoré som tento rok urobil, vybral ten, na ktorom sú naraz zaznamenané pre súčasných pozorovateľov dva najmarkantnejšie a najčastejšie sledované umelé objekty oblohy - Medzinárodná vesmírna stanica a satelit Irídium (bližšie info tu).

Situácia na Ukrajine, vzostup Islamského štátu, či záhadné zmiznutie letu MH370. Rok 2014 bol bohatý na plno výnimočných udalostí (žiaľ skôr tých negatívnych). Plno sa toho udialo aj vo svete kozmonautiky. Jednoznačne najvýznamnejšou kozmonautickou udalosťou roka bol blízky výzkum kométy Čurjumov-Gerasimenko pomocou európskej sondy Rosseta, ktorý vyvrcholil pristátím modulu Philae na jej povrchu. Samotné pristátie síce nevyšlo úplne podľa predstáv, každopádne ho ale možno hodnotiť ako prvé úspešné pristátie na kométe, pričom misia Rosseta/Philae obohatila naše poznatky o týchto telesách tak ako žiadna predtým. Medzi ďalšie zaujímavosti možno spomenúť napr. aj vydarenú čínsku misiu označovanú ako Čchange-5T1, ktorá obletela Mesiac a úspešne vyskúšala návratové puzdro, ktoré má o pár rokov dopraviť z nášho najbližšieho suseda vzorky hornín. O tejto misii pritom ešte pred rokom nikto nevedel, Čína ju pripravila rýchlo a nenápadne (skoro až tajne), pričom len postupne o nej uvoľňovala spočiatku veľmi kusé informácie a mnohé detaily o nej neboli známe až do samotného štartu, a tak trochu ani po ňom (napr. ani uvedený názov sondy nie je oficiálny, ten totiž Čína doteraz neuviedla).
Historicky prvý záber z povrchu kométy

No a tak ako minule, aj teraz trochu štatistiky. V roku 2014 bolo uskutočnených celkovo 92 pokusov o orbitálny štart, z nich bolo 90 úspešných, čo je až o 12 viac, ako minulý rok a najviac od roku 1992! Na orbitu sa vďaka týmto štartom dostalo až 243 satelitov (mimo kozmického odpadu). Z tohtoročných štartov som pozoroval nasledovné objekty (výkričník označuje najvýnimočnejšie pozorovania):
*2014-5A - ruská zásobovacia loď Progress M-22M
*2014-18A - ruská zásobovacia loď Progress M-23M
*2014-21B - posledný stupeň rakety Sojuz-U
*2014-22A a 2014-22H - americká zásobovacia loď Dragon CRS-3 a kozmický odpad z jej štartu (!)
*2014-25A - ruský vojenský satelit Kobalt-M 9 (!)
*2014-29A a 2014-29F - japonský satelit ALOS-2 a posledný stupeň jeho rakety H-2A
*2014-31A - ruská pilotovaná loď Sojuz TMA-13M (!)
*2014-41A - ruský biologický výskumný modul Foton-M 4
*2014-42A - ruská zásobovacia loď Progress M-24M (!)
*2014-44A - európska zásobovacia loď ATV-5 (!)
*2014-48A - americký komerčný fotoprieskumný satelit Worldview-3
*2014-56A - americká zásobovacia lod Dragon CRS-4 (!)
*2014-84A - juhoafricko-ruský vojenský satelit Kondor-E 1

Najviac štartov tak ako minulý rok uskutočnilo Rusko (32, ak nerátame štarty ruských rakiet pre SeaLaunch a ESA, potom by ich bolo až 37, z toho 1 havária), potom USA (23, 1 havária) a Čína (16). Odštartovalo 19 rôznych rodín nosných rakiet, pričom pri plnom orbitálnom lete bol úspešne otestovaný len jeden nový typ nosnej rakety - a to dlhoočakávaná ťažká ruská Angara-A5, ktorá by už v blízkej budúcnosti mala nahradiť Protony.

No a opäť tu udávam aj štatistiku, ktorá hovorí o tom, čoho sa tohtoročné štarty vlastne týkali. Narozdiel od minulého roku tu prekvapivo nedominujú vojenské štarty (ktorých bolo tento rok "len" 23), ale štarty súvisiace s telekomunikačným sektorom (vrátane navigačných družíc), ktorých bolo až 33. Poradie pri ostatných kategóriách ostáva rovnaké ako minulý rok. Na 3. mieste sú štarty rôznych vedecko-technologických satelitov (19), nasledované štartmi zásobovacích lodí k ISS (bolo ich 9), pilotovanými misiami (4, všetky k ISS) a kozmickými sondami, ktoré tento rok štartovali len dve (Čchange-5T1 a Hayabusa-2).