Čínský „Opičí král“ se vydal zkoumat temnou hmotu

DAMPE, zdroj: National Space Science Center / China Academy of Sciences

17. prosince se „na křídlech“ rakety Dlouhý pochod 2D vydala do vesmíru čínská družice DAMPE (DArk Matter Particle Explorer). Z názvu je patrné, že hlavním úkolem bude výzkum temné, či lépe bychom asi měli říkat „skryté“ hmoty. V nadpisu použitý název Opičí král pak odkazuje na její pojmenování Wukong, což je jméno postavy vystupující v čínském příběhu ze 16. století Cesta na západ. Čínská kosmonautika nám často chystá drobná překvapení, když najednou vidíme startovat nějakou jejich raketu, nebo družici, o které jsme toho třeba moc neslyšeli. Proto v dnešním článku zkusíme poodhalit, jak je družice vybavena, co přesně bude jejím úkolem a proč tedy ten problém s temnou nebo skrytou hmotou vůbec máme.

Úvodem trochu čínštiny. Start se uskutečnil 17. prosince v 1:12 našeho času. Raketa Dlouhý pochod verze 2D je známa i pod dalšími jmény. Například zkráceně CZ-2D (anglicky Chang Zheng 2D), což je přepis čínského 长征二号丁火箭 (Čchang-čeng 2D). Poslední dva znaky mají podle mého názoru hezčí význam, když je čteme zvlášť, a sice doslovně „ohnivý šíp“, ovšem dohromady už znamenají „raketa“. A třetí znak v pořadí, znamenající dvojku jistě poznáváte sami. Prostřední znaky ve spojení s dvojkou znamenají nejspíš ono „číslo dvě dé“ a na začátku jsou dva znaky znamenající onen i v médiích často užívaný překlad „dlouhý pochod“. Laskavý čtenář znalý čínštiny snad omluví naši neumělou exkurzi do světa „rozsypaného čaje“, francouzština to prostě není.

Zpět k družici samotné. Na webu Département de physique nucléaire et corpusculaire (vida zase francouzština, ale tentokrát jsme ve Švýcarsku a význam Oddělení jaderné a částicové fyziky si snad odvodíme) se uvádí, že DAMPE je první z pěti družic v rámci kosmického programu Čínské akademie věd (CAS – pozor na záměnu s Českou astronomickou společností – ČAS). Družice obíhá na heliosynchronní dráze ve výšce 500 km. To jí zajišťuje stálý přísun energie ze Slunce.

Schéma detektorů DAMPE. Zdroj: CAS/INFN

Schéma detektorů DAMPE. Zdroj: CAS/INFN

Vybavení družice z ní dělá výkonný dalekohled v oblasti vysokoenergetického gama záření, detekce elektronů a kosmického záření. Na schématu vidíme, že se skládá ze spousty přístrojů, které člověku neznalému v dané problematice připomínají vše, jenom ne běžné vědecké přístroje. Například přístroj PSD (plastic scintillator strips) svým názvem připomíná cosi jako plastové proužky na zachytávání záblesků. Kupodivu opravdu slouží podobnému účelu – jeho účelem je detekce druhů zachycených fotonů a také náboje částic kosmického záření. Další přístroj STK (silicon-tungsten tracker-converter) nevypadá, že by měl cosi společného s kontrolou stavu aut, ale ani zřejmě neslouží jako křemíková žárovka, jak by se mohlo zdát. Název souvisí s tím, že se skládá z vrstev křemíku proložených wolframem za účelem zjištění směru, ze kterého dopadlo vysokoenergetické kosmické záření. Podobně umí odhalit směr vstupu gama záření a také náboj částic kosmického záření (ne všechny totiž nesou náboj, ale vyzní to lépe, než napsat, že zjišťujeme náboj nabitých částic).

DAMPE – foto přístrojů. Zdroj: CAS/INFN

DAMPE – foto přístrojů. Zdroj: CAS/INFN

Na přístroj STK navazuje BGO kalorimetr, který je prý nejdelším, jaký byl kdy v historii vypuštěn do vesmíru. Význam tohoto přístroje je už na hranici mezi čistou fyzikou a popularizací. Zkusme se omezit na to, že vědci očekávají skvělou detekci energie elektromagnetického záření velmi vysokých energií (například nad 100 GeV to bude skvělých 1,5 % a u 800 GeV ještě slušných 40 %). Posledním přístrojem v cestě bude neutronový detektor NUD. Nejméně záludný název jasně vypovídá o tom, že jeho úkolem bude zachycovat neutrony vzniklé z hadronových spršek. (Opět se omlouváme, cílem článku není ani pobavit čtenáře, ani urazit částicové fyziky, vybavení sondy je však skutečně mimo rámec běžných sond, kterými se zabýváme na našem portálu, proto případně odkazujeme na zmíněný švýcarský institut, kde je řada detailů k nahlédnutí).

Stručně řečeno, účelem DAMPE je měřit elektrony a fotony s mnohem vyšším rozlišením energií v oblasti velmi vysokých energií. Právě zde se totiž vyskytují částice, které mohou být produkovány exotickými vesmírnými objekty a jak vědci předpokládají, tyto částice je mohou přivést na podstatu této záhadné skryté hmoty. Na družici je pozoruhodné, že váží pouze 1900 kg, z čehož 1400 kg připadá na vědecké přístroje. Jejich spotřeba je 400 W. Pro srovnání alfa-magnetický spektrometr AMS-02 na ISS, který také slouží k výzkumu temné hmoty, váží 8,5 tuny a spotřebuje 2500 wattů. Je to prostě jiný kalibr. DAMPE však svým rozsahem pěkně doplní tento přístroj a také další, CALET – Calorimetric Electron Telescope, který je též umístěn na ISS.

Mimochodem, pojem temná hmota souvisí s tím, že tato hmota není vidět a přesto víme, že působí gravitačně na „běžně známou“ hmotu. Ovlivňuje tak chování galaxií a vypadá to, že je prostoupena celým vesmírem. Podle posledních objevů to vypadá, že v místech jejího zhuštění pak vznikaly zárodky galaxií. Problém s názvem tkví v tom, že nejde o klasickou nesvítící, tedy temnou hmotu, jako jsou například obří mračna prachu a plynu daleko od hvězd. proto se nabízí vhodnější název „skrytá“ hmota. Je totiž ukryta našim zrakům a není úplně jasné ani to, jakými částicemi je tvořena. Podobně se setkáme i s pojmy skrytá, nebo temná energie vesmíru, či energie vakua. Ta by měla pro změnu mít vliv na zrychlené rozpínání vesmíru, jak ho pozorujeme. Pozoruhodné je, že známá svítící i nesvítící hmota tvoří jen necelých 5 % známého vesmíru a skrytá hmota „jen“ dalších asi 23 %. Převážně je tedy vesmír tvořen skrytou energií a to, co my známe, jako planety, hvězdy, neřkuli člověka a jeho Zemi, to je zanedbatelné asi jako smítko popela poletující zemskou atmosférou.

DAMPE start. Foto: Xinhua

Start DAMPE z kosmodromu Jinquan 17. prosince 2015 za svítání čínského času. Foto: Xinhua

Unešeni temnou hmotou jsme se ani nedostali k čínskému příběhu o Opičím králi. Družice byla totiž ve středu, těsně před startem, pojmenována Wukong, přičemž Sun Wukong je bájný Opičí král z příběhu sepsaného v 16. století. V různých adaptacích se s ním pak setkáváme i později. Například jsem dohledal postavu z počítačové hry League of Legends. Podle mytologie má Wukong obrovskou sílu (zvedne slona o hmotnosti 8 tun jako nic) a také je velmi rychlý (urazí prý 54 tisíc km během jediného salta). Další z jeho schopností je přeměňovat se v 72 různých bytostí, jako jsou zvířata, zbraně a dokonce klony sebe samého, takže je to jeden z nejlepších bojovníků v celém vesmíru.

Náš článek se nachýlil k závěru. Ať už vám byl průvodcem do světa fyziky částic vysokých energií, nebo jen odlehčujícím článkem v každodenním shonu, jsme rádi, že jste dočetli až sem a těšíme se na další reportáže ze světa čínské kosmonautiky. A snad se i díky DAMPE jednou dočkáme vysvětlení, co stojí za podstatou temné/skryté hmoty.

Zdroje informací:
http://dpnc.unige.ch/dampe/
https://en.wikipedia.org/wiki/Long_March_2D
http://spaceflight101.com/
http://mythology.wikia.com/wiki/Sun_Wukong

Zdroje obrázků:
http://upload.icrosschina.com/2015/0929/1443523278777.jpg
http://dpnc.unige.ch/dampe/pics/dampe_layout_2.jpg
http://spaceflight101.com/wp-content/uploads/2015/12/dampe-11.jpg
http://dpnc.unige.ch/dampe/pics/Launch.jpg

Print Friendly, PDF & Email

Kontaktujte autora: hlášení chyb, nepřesností, připomínky
Prosím čekejte...
Níže můžete zanechat svůj komentář.

17 komentářů ke článku “Čínský „Opičí král“ se vydal zkoumat temnou hmotu”

  1. Asdf napsal:

    Jakožto „laskavý čtenář znalý čínštiny“ vás musím pochválit, že jste si s tím rozsypaným čajem poradil nadmíru dobře 😉
    Jen dodám, že ten znak za dvojkou je gramatická částice uvádějící pořadovou číslovku.
    Jinak takováhle slovní spojení jako ohnivý šíp jsou v čínštině zcela běžná a v podstatě je na nich čínština vyloženě založená. Např. vlak je doslova „ohnivý vůz“, počítač je „elektrický mozek“ a pod.

    • Martin Gembec Administrátor napsal:

      Velice si vážím, pokud jste to vzal tak, že jsem ten článek chtěl jen nějak odlehčit a nechtěl jsem ale urazit skutečné znalce. Moc děkuji za doplnění od skutečného znalce. Já musel použít různé technické překladatele, co byly po ruce na mobilu a v počítači.

      • Asdf napsal:

        Nemáte vůbec zač a rozhodně jsem se nijak neurazil, naopak mi to přijde jako velice sympatické, když se někdo, kdo čínštinu zřejmě nikdy nestudoval, přesto snaží čínské znaky dekódovat 🙂

  2. Spytihněv napsal:

    „Vědci očekávají skvělou detekci energie elektromagnetického záření velmi vysokých energií (například nad 100 GeV to bude skvělých 1,5 % a u 800 GeV ještě slušných 40 %).“

    Jak je to myšleno? 1,5% je super a 40% ještě ujde? Omlouvám se, ale nechápu to.

    • Martin Gembec Administrátor napsal:

      Zdravím, tohle bude asi na mě.. já jsem to psal tak, jak se věci mají. Tzn. směrem k vyšším energiím klesá přesnost přístrojů a vědci jsou unešeni z toho, že na takto vysokých energiích jsou schopni detekce energie částic s přesností na 1,5 %. Samozřejmě 40 % je lepších než nic, protože 50 % to už je buď a nebo“ a to už je práh rozumné detekce. Tak to vidím já. Snad je to jasnější.

      • Spytihněv napsal:

        Aha. Ta procenta vyjadřují „přesnost detekce“. Chápal jsem je trochu jinak 🙂 V tom případě už je to jasné. Díky.

        Jinak sond nebo družic, které se zabývají extrémními energiemi z (bohudík) extrémních vzdáleností není nikdy dost a zdá se, že tento čínský příspěvek je docela ambiciozni. Mám pocit, že na 800 GeV si snad ještě nikdo zálusk nedělal. Tedy u žádné gama družice něco takového uvedeno nebylo. I Fermi je oficiálně schopna vnímat max. 300 GeV.

        Jinak nejsilnější pozorovaný záblesk byl v roce 2013 o síle 95 GeV. Tedy pokud se od té doby něco nezměnilo….

      • Martin Gembec Administrátor napsal:

        Ještě doplním, že na družici se podílí i zmínění Švýcaři a dále Italové, ale beru to jako čínský projekt.

  3. Dan Heřt napsal:

    Co to odpadává z rakety při startu? Počítám že led to nebude, protože raketa používá UDMH/N2O4.

    • ventYl napsal:

      Lad to nebude urcite, tie kusy su na lad prilis velke a prilis celistve. A odpadavaju prilis dlho, lad vacsinou vsetok opada, ked sa raketa otrasie pri starte motorov a vzostupe z rampy.

      Vyzera to tak, ze z rakety opadava vrstva vonkajsieho oplastenia. Tazko ale povedat, ci to tak chceli, alebo to tak proste je a kedze to v podstate za tych 8 minut, nez sa to dostane na orbitu nicomu zatial nevadilo, tak to neriesia.

      • Vojta napsal:

        Vypadá to dost divně. Pochybuji, že by to bylo neúmyslné. Může to být nějaká forma tepelné izolace. I UDMH/N2O4 má smysl chladit, aby se ho do rakety vešlo víc, ale nevím, jestli to Číňané dělají. Nebo třeba nějaký plášť proti povětrnostním vlivům, který stejně jako ta izolace nejde strhnout před startem (protože by chyběl po případném přerušení startovací sekvence), ale pro let je to zbytečná zátěž, tak jí oklepou co nejdřív.
        V každém případě je fajn, že se Číňané zapojují i do základního výzkumu.

      • Dušan Majer Administrátor napsal:

        Jsou to kusy izolace. U této rakety se podobné divadlo opakuje při každém startu. 😉

      • Dan Heřt napsal:

        A co je potřeba izolovat? Přijde mi jako by kusy odpadávaly přímo z aerodynamického krytu, což je podle mě asi nejméně vhodné místo pro to pokoušet se něco izolovat.

      • Dušan Majer Administrátor napsal:

        Izolace je v určité formě potřeba u všech raket. Technici se snaží, aby interiér rakety (ať už palivové nádrže, nebo náklad) měl pokud možno konstantní tepelné podmínky. Jen tak se zabrání nepříznivým vlivům jako je kondenzace vlhkosti, změny objemu paliva a podobně. Když raketa stojí na rampě, mohou se do ní opírat sluneční paprsky, v noci naopak chladne. Právě proto je tam vrstva izolace.

        Tady něco podobného u startu této rakety družicí Yaogan-29
        http://www.spaceflightinsider.com/wp-content/uploads/2015/11/134795205_14469730028191n.jpg

      • Dan Heřt napsal:

        Díky moc za odpověď, konečně mi to dává smysl.

      • Dušan Majer Administrátor napsal:

        Rádo se stalo.

    • edemski napsal:

      Izolace, z Ariane 1-3 to taky při startu pěkně padalo 🙂

      • Dan Heřt napsal:

        Tam mi to dává celkem smysl, protože třetí stupeň používá LH2/LOX, kde ta izolace opravdu přijde vhod, nechápu ale co je potřeba izolovat na CZ 2D.

Napište komentář k Spytihněv

Chcete-li přidat komentář, musíte se přihlásit.