Příští rok to bude již 20 let, co spojený tým Stanfordu a Kalifornské polytechniky přišel s nápadem vytvořit unifikovanou šasi pro malé kosmické satelity. Výsledkem byl takzvaný CubeSat, koncept mikrosatelitové krychličky o stranách v délce jenom 10 cm, která váží do 1,33 kg, umožňuje však vybavit svůj vnitřek dle potřeb jednotlivých výzkumných týmů snadno a levně (popřípadě také spojit několik krychlí do větší struktury). Do dnešních dnů bylo vypuštěno víc než 800 podobných satelitů, často sestavenými jen malými univerzitními týmy. Dokonce i z Česka a Slovenska již pár CubeSatů pocházelo.

CubeSaty šetří i tím, že běžně létají spolu s větším nákladem, který zaplatí většinu "ceny letenky". Nejinak je tomu i v aktuální novince. Zatím všechny mikrosatelity mířily jenom na oběžnou dráhu Země. To se změnilo 5. května tohoto roku, kdy k Marsu zamířil nový přistávací modul InSight z dílny americké NASA.

Sonda o váze 721 kilogramů má zkoumat zejména geologické podloží Marsu, krom své hlavní náplně se spolu s ní však svezlo i duo "černých pasažérů" – CubeSaty mise MarCO (Mars Cube One) přezdívané Wall-E a Eva, tedy stejně jako roboti z animáku u nás vysílaného jako Wall-I.

Ačkoliv na start samotný došlo již před měsícem, v průběhu posledního týdne obě mikrosondy po vlastní korekci dráhy definitivně zamířily na trajektorii směrem k Rudé planetě.

Velké jako kufřík

Každá z mikrosond má rozměry 10x20x30 cm, váží 13,5 kg a kolem Marsu mají pouze proletět – cílem mise je v zásadě pouze otestovat, nakolik je možné na takto malé sondy při meziplanetární misi spoléhat.

Krom solárních panelů je tak hlavním vědeckým vybavením především samotné komunikační zařízení, které má na Zemi poslat údaje z přistání sondy Insight. Bude-li spojení navázáno i za drahou Marsu, mise bude úspěšná – prozatím je všech spolehlivost designu cubesatů velkou neznámou, i proto letí sondy v páru. Čistě jako pojistka, aby byl i poměrně nízký cíl mise naplněn.

Sondy MarsCO měří jen 10x20x30 cm | zdroj: NASA

Na sběr hodnotnější vědeckých dat by se pak v budoucnu mohly zaměřit další, komplexnější roje cubesatatů. V minulosti, před příchodem designu CubeSat, měla ostatně NASA podobný nápad – v roce 1999 vypustila dvě mikrosondy pod hlavičkou větší mise Mars Polar Lander, jak hlavní přistávací modul, tak i obě mikrosondy však selhaly.  

Již nyní je jasné, že i kdyby MarCO ve svém záměru neuspěl, na obzoru číhá další podobný test. Exploration Mission 1, která otestuje snad již za 2 roky nový americký supernosič SLS, má k Měsíci vynést mimo jiné i 13 malých cubesatů. 

EDIT 1. prosince: Obě sondy MarCO nakonec úspěšně splnily svou misi a přenášely data o přistání sondy InSight na Zemi. I druhá fáze jejich mise tak byla úspěšná! 

Velká budoucnost malých sond

Wall-E a Eva jsou tedy snad prvními, dost možná však nikoliv posledními plavidly svého druhu. Naopak stále výrazněji sílí hlasy, podle nichž jsou předražené jednotky sond minulostí. Zprvu budou mikrosondy zřejmě stále sekundárním užitným nákladem, nemusí tomu tak ale být navždy.

Legendární automatické mise jako Voyager 1 a 2, Gallieo či Cassini možná budou za pár desetiletí působit jako notně archaický koncept poznávání vesmíru. Namísto nich by se k planetám v budoucnu měly vydávat jen roje menších sond.

Prvním důvodem změny je miniaturizace výpočetní techniky, která doposud ve světě kosmických sond paradoxně poněkud zaostávala – nejmodernější elektronika je totiž vůči kosmické radiaci více náchylnější, vývoj sond navíc rovněž zabíral příliš mnoho času. Loni s velkou pompou zakončená mise Cassini byla například vyvíjena již v první polovině 90. let, kdy byla velikost elektroniky a počítačů mnohem rozměrnější.

Dokonce i menší sonda New Horizons, která v roce 2015 proletěla kolem Pluta, vznikala v letech 2004 až 2006. Poháněna přitom byla stále počítačovým čipem R3000, poprvé uvedeným na trh v roce 1988. Právě zastaralost elektroniky je pak i důvodem, proč podobná plavidla postrádají nejmodernější kamery a další podobná udělátka, jejichž absenci se občas lidé zvyklí na dnešní elektroniku diví.

Důvodem druhým je nižší hmotnost. Menší sondy znamenají možnost decentralizace kritických systémů a tak snad i vyšší redundanci vůči možným problémům. Tak zní alespoň dnes teorie, kterou se budou Wall-E a Eva snažit potvrdit či vyvrátit. Faktem ovšem je, že kvůli nižší váze může jediný raketový nosič vynést více sond a každá z nich může být specializovaná na odlišný úkol.

Vystřeleny ze Země laserem

Rovněž platí, že čím nižší váhu bude sonda mít, tím vyšší rychlosti může její nosič dosáhnout. Kosmičtí vědci obecně jenom neradi na výsledky svých misí čekají zbytek svého života, chceme-li tak při dnešní úrovni raketové techniky výsledky ze vzdálenějších planet mít k dispozici rychleji, přechod z tunových sond na kilové, a v budoucnosti i gramové, je jediná cesta kupředu.

NASA sama se již sdělila snahu někdy ve vzdálenější budoucnu vyvinout mikrosondy, které by k vnějším planetám vystřeloval laser umístěný na Zemi. To by umožnilo vysílat sondy ve velkém z oběžné dráhy Země i bez silných raketových nosičů. Při hmotnosti v gramech by navíc podobná plavidla mohla dosáhnout mnohonásobně vyšší rychlosti než dnes.

Podobný cíl má i iniciativa Breakthrough Starshot, jenž by stejným principem ráda do 30 let vyslala sondy k jiným hvězdám. Loni v létě její snaha již přinesla první praktické plody – na oběžnou dráhu se podívaly testovací nanodružice o velikosti 3,5x3,5 centimetru a váze jen čtyř gramů. Ačkoliv šlo o narychlo vytvořený prototyp, ukázalo se, že s částí vynesených nanodružic se podařilo navázat spojení – což byl ostatně opět celý záměr pilotního pokusu.

Těžko dnes věstit z kávové sedliny, zdali se celá idea s miniaturizací podaří. Bylo by však příznačné, kdyby gramové družice z dílny Starshotu za 20 let platily za podobně revoluční ideu, jakou byly v roce 1999 samotné CubeSaty.

Přehled mise MarCO zveřejnila JPL agentury NASA.