Mgr. Petr Horálek (*1986) je světově uznávaný astrofotograf a popularizátor astronomie. Naši hvězdárnu velice těší, že jeho cesta za záhadami vesmíru začala právě zde a že pardubická observatoř dodnes zůstává jeho srdeční záležitostí. V roce 2018 se Petru Horálkovi podařilo takto vyfotografovat meteorický roj Perseid, na který se stejně jako každý rok můžeme těšit i letos v létě. Takzvané padající hvězdy zdánlivě vylétají ze souhvězdí Persea – to ale na svou nejlepší viditelnost musí počkat do podzimu a zimy…
Pokud někteří naši čtenáři cítili na začátku společného putování letní oblohou nejistotu objevitelů, nyní se už jistě zorientovali. Přinášíme Vám další díl seriálu věnovaného zajímavým souhvězdím a jejich objektům, se kterými se v letních měsících setkáme. Tentokrát bude předmět našeho zájmu poněkud jiný než v předchozích částech: namísto několika málo gigantických vesmírných struktur se zaměříme na ohromné množství maličkých tělísek zhruba o velikosti zrnka písku. Přesně tím totiž slavné Perseidy ve skutečnosti jsou.
Jejich původcem je kometa 109P/Swift-Tuttle. Objevili ji v roce 1862 nezávisle na sobě dva američtí astronomové, Lewis A. Swift (1820 – 1913) a Horace P. Tuttle (1837 – 1923). Má průměr jádra 26 kilometrů, takže je zhruba dvakrát větší než těleso, které vyhubilo dinosaury. Kolem Slunce obíhá jednou za 133 let a naposledy se nejblíže k němu ocitla v roce 1992.
Kometa 109P/Swift-Tuttle na snímku z roku 1992
Jak se kometa přibližuje ke Slunci, po dosažení určité kritické vzdálenosti se její povrch začne zahřívat. Jelikož komety jsou v podstatě křehké slepence různých druhů ledu a kamenných a prachových částic, zahřátí jejich povrchu způsobí zahřátí těkavých látek v jejich jádrech a počátek odpařování (resp. sublimace). Okolo komety se tak vytvoří jakási dočasná atmosféra, které říkáme koma, a tento prachoplynový obal začne být vlivem slunečního větru a tlaku slunečního záření odtlačován směrem pryč od Slunce. Kometa tak získá svůj charakteristický ohon a do okolního vesmíru vyvrhuje ohromná množství jemného materiálu. Přesněji řečeno, není výjimkou, pokud kometa získá ohony dva, jeden prachový a druhý plynový – těžší částice prachu totiž její povrch opustí jinou rychlostí než lehké molekuly plynu a poté na ně na rozdíl od plynu působí více právě tlak slunečního záření, nikoli sluneční vítr. Obojí se však během tisíců let rozptyluje stále rovnoměrněji po celém obvodu kometární oběžné dráhy. Proto se pravidelně stává, že se Země na své cestě okolo Slunce dostává do míst zvýšeného výskytu těchto částeček. Ty potom mohou vstoupit do naší atmosféry a projít v ní tzv. ablací (v podstatě kombinací odpařování, sublimace a odtrhávání malých pevných kousků), čemuž lidé začali říkat „padající hvězdy“. Proces je totiž doprovázen krátkým světelným zábleskem, jak se ionizuje a rozsvěcuje vzduch v bezprostředním okolí tělíska.
V závislosti na vzájemném sklonu drah komety a Země se pak pozorovatelům na Zemi zdá, jako by meteory vylétaly z jednoho určitého místa na obloze (tomuto místu říkáme radiant). V naprosté většině případů jsme si meteorické roje nazvali podle příslušného souhvězdí, proto budeme zanedlouho opět hovořit o Perseidách.
Je tedy čas podívat se na to, kde souhvězdí Persea najdeme. Začneme u nám známé Cassiopey („napravo“ od Velkého vozu, resp. na opačné straně od Polárky, a mírně nad ním) a posuneme se kousek níž. Narazíme na souhvězdí, které připomíná „dvě šikmé tyče opřené o sebe“. Je to hledaný Perseus.
Jak bylo řečeno výše, Perseus sám o sobě není letní souhvězdí. Nejlépe je viditelný na podzim a v zimě, můžeme mu tedy věnovat některý z příštích článků, ale do tohoto seriálu jej zahrnovat nebudeme. Kvůli každoročnímu meteorickému roji Perseidy ale jeho jméno touto dobou mezi astronomy silně rezonuje.
Částečky prachu z ohonu komety Swift-Tuttle začnou do zemské atmosféry padat 17. července a budou v tom pokračovat až do 24. srpna. Maximum meteorického roje letos nastane v noci z 12. na 13. srpna – a podmínky pro jejich spatření budou přímo ideální. Neuvěřitelnou shodou náhod se totiž právě 12. srpna 2026 večer odehraje také zatmění Slunce, které bude dokonce z Islandu a ze Španělska viditelné jako úplné. Je tedy jasné, že Měsíc se tou dobou bude nacházet ve fázi novu, takže „lovce meteorů“ nebude rušit jeho svit.
6. července 2026 zhruba v sedm hodin večer se Země na své cestě kolem Slunce dostane od ústřední hvězdy vůbec nejdál. Mnohým z nás se to zdá podivné, protože rozum nám napovídá, že v nejteplejším ročním období by přeci měla Země prolétat ke Slunci naopak nejblíže. Kdyby tomu ale tak bylo, nemohli bychom si například přečíst aktuální předpověď počasí pro město Esquel v Argentině – teploty okolo nuly a sněžení s deštěm nebo přeháňky.
Zveme Vás k fascinujícímu nahlédnutí do světa nebeské mechaniky. Pokusíme se pochopit, jakými pravidly se řídí pohyby planet okolo hvězd, a jestli jsou to právě tato pravidla, která zodpovídají za střídání ročních období na Zemi i na jiných planetách. Zákony nebeské mechaniky mohou sice na první pohled působit neintuitivně, ale ve skutečnosti jsou nesmírně elegantní.
Vesmírný balet
V našem nedávném článku týkajícím se příprav na pilotovaný kosmický let Artemis III jsme nastínili, co vlastně znamená, že těleso krouží po oběžné dráze okolo jiného tělesa. Připomeňme, že celý problém si můžeme představit na příkladu člověka, který stále větší silou vrhá rovnoběžně se zemí kámen. Pokud kámen nebo jiné těleso pouze podržíme nad zemí a upustíme, spadne přímo dolů (resp. směrem ke středu Země, protože stejného výsledku docílíme, ať se na světě postavíme kamkoli – na severním pólu se stane totéž jako v Sydney nebo pod egyptskými pyramidami). Pokud ale našemu kameni napříště udělíme dopřednou rychlost, kterou budeme s každým dalším hodem stále zvyšovat, bude se čím dál déle pohybovat rovnoběžně se zemí v určité výšce a pak teprve na ni dopadne. Celá situace je zřejmá z tohoto schématického obrázku:
Pokud se přidržíme lidských a ne vesmírných měřítek, má samozřejmě Země velmi silnou gravitaci. Ani kdybychom do vržení kamene vložili veškerou sílu našich paží, nedohodíme s ním nijak zvlášť daleko. Mohli bychom si teoreticky pomoci tím, že bychom jej vystřelili například z luku a pak z pušky či z kanónu, ale výsledek bude nakonec stejný: pouze se zvýší vzdálenost, ve které od nás kámen dopadne a zůstane ležet. Právě tady ale činíme první krůčky k pochopení zákonitostí nebeské mechaniky – představme si, že máme k dispozici raketu, na jejíž špici můžeme kámen upevnit. Raketa se vlastně chová jako „postupně vybuchující bomba“, ostatně už sami Číňané začali brzy po vynálezu střelného prachu experimentovat s úpravami jeho složení. Podařilo se jim připravit směs, která hořela delší dobu a méně prudce než ostatní, a používali ji pak například pro své „ohnivé šípy“. I u moderních raket zůstává princip stále tentýž – abychom dokázali kameni udělit dostatečnou rychlost, potřebujeme sílu bomby, která se ale musí uvolnit postupně a nikoli všechna najednou (jinak by plášť rakety nevydržel a namísto urychlení kamene by se tato jen rozletěla na kusy). Teprve s raketou docílíme toho, že kámen poletí dopředu dostatečně rychle a udrží si od země stále stejnou vzdálenost – neboli se ocitne na oběžné dráze.
Nyní také již rozumíme tomu, proč se každá raketa už poměrně krátce po startu začíná naklánět do šikmé polohy – a nejen to, dokonce se postupně naklání stále více, až se zcela „položí na záda“. Musí, protože jejím úkolem je udělit nákladu především obrovskou dopřednou rychlost. Konkrétně jde o 7,8 km/s a my této rychlosti říkáme první kosmická. Teprve druhým, i když neméně důležitým úkolem rakety je dopravit náklad také dostatečně vysoko, do míst, kde je již zemská atmosféra zanedbatelně řídká a z pracně nabyté první kosmické rychlosti tak nebude tomuto nákladu ukrajovat (neboli kámen či jiný náklad se nebude potýkat s odporem atmosféry – „protivětrem“). Na Zemi leží tato mezinárodně stanovená tzv Kármánova hranice ve výšce 100 km.
Každá startující raketa nebo jakékoli těleso, které bychom silou svých paží vrhli do výšky, opíše ve vzduchu část elipsy (někdy se hovoří o dráze parabolické, což by však platilo pouze v případě, že by Země byla plochá). Záleží na tom, jestli větší část rychlosti tohoto tělesa směřovala nahoru nebo dopředu – podle toho těleso buď dosáhne větší výšky nebo dopadne do větší vzdálenosti (viz obr. níže):
Nyní si představme, že s pomocí rakety vymrštíme těleso (třeba zmíněný kámen) do takové vzdálenosti a výšky, že dopadne až na „opačný konec“ světa – v případě Pardubic se jedná o místo v Tichém oceánu, asi 500 km od pobřeží Nového Zélandu.
S tím se ale nespokojíme a použijeme raketu ještě silnější. Bod dopadu se tedy posune ještě dál, ovšem na kulaté Zemi:
Ani to nám nebude stačit. Musíme vyslat kámen ještě vyšší rychlostí. Bude tu však jeden rozdíl oproti vystřelení z kanónu – s ním by se nám stalo, že kámen obletí celou Zemi a zasáhne hlaveň zezadu. U rakety bude situace trochu jiná: oběžná dráha kamene bude ležet ve výšce, v níž byl raketou naposledy urychlen, tedy například ve zmíněných 100 km. Není vlastně ani příliš složité pochopit proč – když fotbalista vykopne svůj míč, udělí mu určitou rychlost. Kdyby se mohl vznést s ním a kopnout do něj znovu, rychlost míče by se zvýšila. Naše raketa uštědřuje během stoupání našemu kameni podobných „kopanců“ kontinuálně nespočet. Pro začátek tedy řekněme, že v ideálním případě by měla oběžná dráha kamene mít podobu kruhu:
A nyní přichází asi nejdůležitější poznatek. Co by se stalo, kdybychom na této kruhové oběžné dráze kámen znovu urychlili? Tedy kdybychom například nad Pardubicemi znovu uvedli motor rakety do chodu? Podobalo by se to případu, kdy by člověk na motocyklu kroužil po kruhovém objezdu a na krátkou chvíli „prohrábl“ plyn. Zatáčka, která tvoří kruhový objezd, by pro něj začala být „příliš ostrá“ a začal by se vzdalovat od středu. Svůj náklon do zatáčky by nezměnil, tj. neměl by zájem z objezdu ujet, ale jeho motocykl by pomalu vyjel do vedlejšího pruhu; a to kvůli své dopředné rychlosti přesně na opačné straně objezdu, než kde byl, když řidič plyn přidal.
Proč právě na opačné straně objezdu? Copak by nestačilo, aby řidič zkrátka přidal plyn mnohem víc a do vedlejšího pruhu se dostal dřív? Odpověď zní, že pouhým přidáním plynu bez otočení řídítky by toho docílit nemohl. Abychom pochopili proč, vezmeme si k ruce mělký talíř a propisku. Přiložíme propisku špičkou k hornímu okraji talíře (tam, kde jsou na našich obrázcích vyznačeny Pardubice) tak, aby špička mířila doprava. Zážeh motorů si nasimulujeme tím, že propisku začneme postupně a po kouscích posouvat směrem doprava, ale s každým posunutím se zároveň posuneme i kousek doprava po obvodu talíře. Zjistíme, že když se naše propiska bude nacházet ve čtvrtině obvodu talíře, její hrot bude směřovat nikoli směrem dolů, ale teprve šikmo ven. Aby hrot propisky (rychlost kabiny) směřoval přímo pryč od středu, musí se propiska posunout právě o polovinu obvodu talíře. Rovnoměrné zakřivení kruhové dráhy totiž způsobuje, že část naší rychlosti ve vodorovném směru je odkloněna směrem svislým.
Vrátíme se od talířů a motocyklů zpět do vesmíru. V souladu s výše popsaným principem jsme v určitém bodě oběžné dráhy naše kroužící těleso urychlili a přesně o polovinu oběhu později se to projeví nárůstem jeho vzdálenosti od Země. Vzdálit se od Země (tedy nabrat větší výšku nad povrchem) však také znamená překonávat gravitaci, v podstatě „škrábat se do kopce“. Z toho plyne jediné – v nejvzdálenějším místě svého oběhu, na pomyslném vrcholku kopce, se bude těleso pohybovat nejpomaleji. Mnozí z nás jistě zažili namáhavé šlapání na vrcholek kopce na jízdním kole a únavu po skončení stoupání. Pak jsme se teprve přes tento vrcholek přehoupli a začali opět zrychlovat. Oběh tělesa okolo planety či hvězdy funguje naprosto stejně – teprve po průletu nejvzdálenějším bodem dráhy začne gravitace těleso opět nemilosrdně stahovat zpět, těleso nabírá stále větší rychlost a v nejnižším bodě dráhy se pohybuje naopak úplně nejrychleji.
V praxi každá oběžná dráha, na které se kámen nebo planeta může ocitnout, bude eliptická. Usadit totiž těleso na dokonale kruhové oběžné dráze je v podstatě nemožné. Abychom to dokázali, musela by raketa úplně vynechat zrychlování a jako mávnutím kouzelného proutku se najednou začít pohybovat první kosmickou rychlostí, přičemž už v té chvíli by se musela nacházet ve správné výšce. V úvahu by nepřipadalo spotřebovávat postupně palivo nebo odhazovat jeden po druhém její vyhořelé stupně a měnit tím hmotnost celé soustavy. Nepřípustné by bylo postupně zrychlovat z klidu a ze svislé polohy (což by bylo v přímém rozporu s prvním Newtonovým zákonem). Je jasné, že ničeho takového dosáhnout nelze. Ani sama Země to nedokáže – vezměme si pro příklad už jen skutečnost, že v dobách svého vzniku se srážela s mnoha jinými tělesy v okolí a její dráha neměla šanci stát se ani na chvilku dokonale kruhovou.
Jak vlastně lidé na něco takového přišli? Mnohé z nás to překvapí, ale to, že všechna roční období nejsou stejně dlouhá, víme již velmi dlouho. Možná tento fakt ještě nebyl znám těm nejstarším civilizacím jako např. Sumerům, ale například řecký astronom a matematik Eudoxos z Knidu (asi 408 – 355 př.n.l.) už si byl vědom nestejného počtu dní, které uplynou mezi různými rovnodennostmi a slunovraty. Jeho tehdejší měření bylo zatíženo velkou chybou, protože určit správně okamžik rovnodennosti je oproti určení slunovratu mnohem obtížnější, ale semínko bylo zaseto. O Eudoxově práci jsme se dozvěděli z dochovaného řeckého papyru zvaného dnes Ars Eudoxi a uloženého v pařížském Louvru. Má se jednat o text, jehož autorem byl pravděpodobně mladý student, kterému sloužil jako učební pomůcka. Proto jsou v něm zmíněna jména starších učenců a proto také obsahuje mnoho faktických nepřesností a chyb.
O dvě století později žil slavný Hipparchos z Nikaie. Ten už učil, že jaro trvá 94,5 dne a léto 92,5 dne. Nesoulad vysvětlil prohlášením, že Země se nenachází přesně ve středu oběžné dráhy Slunce (byl zastáncem geocentrismu), nýbrž mírně mimo tento střed. Tyto skutečnosti zase známe od Ptolemaia z jeho spisu Almagest – a opět nám nezbývá, než před těmito antickými učenci hluboce smeknout. Dnes sice víme, že astronomické jaro trvá přibližně 92 dní a 19 hodin a léto asi 93 dní a 15 hodin, ale to platí pro naši historickou etapu. V Hipparchově době totiž bylo jaro skutečně o trochu delší než léto díky jevu, kterému říkáme apsidální precese. Jde ve zkratce o fakt, že vlivem gravitace ostatních planet není zemská oběžná dráha v prostoru stabilní, ale samotný její nejvzdálenější bod okolo Slunce během tisíců let krouží.
Al-Battání (asi 850 – 929)
V 9. století tato pozorování dále rozvinul arabský astronom a matematik Al-Battání. Žil v době, které se říká „Zlatý věk islámu“. Znal prokazatelně Ptolemaiovo dílo. Ve své observatoři ve městě Rakka v dnešní Sýrii (tehdy ovšem v rozlehlém Abbásovském chalífátu) pořizoval mnohem přesnější pozorování oblohy než kdokoli z jeho současníků. Vymínil si například, aby tamní přístroje měly rozměry minimálně v řádu několika loktů a jejich stupnice mohly být dostatečně podrobné. Mnohdy tak dokonce dosáhl větší přesnosti než později Mikuláš Koperník (což bylo ale dáno i tím, že Rakka leží blíže k rovníku a Al-Battáního tedy tolik nerušila refrakce světla v atmosféře). Jako jeden z prvních si byl vědom toho, že vzdálenost Země od Slunce se během roku mění, což jej vedlo k pochopení zákonitostí určujících, kdy nastanou sluneční zatmění. Ptolemaiovo dílo opravil a doplnil (samozřejmě ani on se nevyhnul omylům, převzal například Ptolemaiovo geocentrické přesvědčení).
V 17. století se již mezi astronomy vášnivě debatovalo o pozorování proměn zdánlivé velikosti Slunce na obloze během roku. Francouzský astronom Pierre Gassendi (1592 – 1655) používal cameru obscuru k tomu, aby tento jev systematicky měřil.
„Kde je zakopaný pes?“
Jestliže tedy toto vše víme, jak je to s ročními obdobími? Proč je Země od Slunce prokazatelně nejdál právě tehdy, když je na severní polokouli léto? Odpověď je překvapivě prostá – nezáleží totiž na vzdálenosti od Slunce, ale na úhlu, pod kterým na povrch Země sluneční paprsky dopadají. Jak víme, zemská osa vykonává během 26 tisíc let precesní pohyb, ale v měřítku jednoho lidského života ji můžeme považovat za nehybnou. Během roku tak nastávají v podstatě dvě základní situace:
Jak vidíme, ve chvíli, kdy je Země ke Slunci nejblíže, je její severní polokoule odkloněná pryč od něj. Sluneční paprsky dopadají pod mnohem ostřejším úhlem, Slunce nevystupuje tak vysoko nad obzor a v našich končinách je tou dobou zima. Australané a další protinožci si naopak užívají léto. O půl oběhu neboli půl roku později se situace obrátí.
Rozdíl ve vzdálenostech naší planety od Slunce v nejbližším a nejvzdálenějším bodě činí přibližně 5 milionů kilometrů, což ale ve vesmírném měřítku nic neznamená. Abychom nějaký znatelný rozdíl v průměrné teplotě na Zemi poznali, musela by se vzdálenost lišit například o 75 milionů kilometrů, což je průměrná vzdálenost mezi Zemí a Marsem. A na Marsu už se v těch nejteplejších dnech teploty pohybují jen okolo nuly.
HEILBRON, J. L. The sun in the Church: cathedrals as solar observatories. Cambridge, Massachusetts: Harvard University Press, [1999]. ISBN 0-674-85433-0.
Malý kousek od Labutě se nachází souhvězdí Lyry. Podle starých Řeků se jednalo o lyru patřící mýtickému pěvci Orfeovi, jenž na ni doprovázel svůj nadpozemsky krásný zpěv. Dokázal prý zpívat tak, že „i ptáci umlkali a naslouchali jeho písním a zvířata opouštěla les a táhla za ním“ (E. Petiška: Staré řecké báje a pověsti). Samotným olympským bohům se Orfeův hlas tolik líbil, že kvůli němu sestupovali na svět po Mléčné dráze, aby jej slyšeli. My sice nic podobného udělat nemůžeme, ale najít si souhvězdí Lyry na obloze zvládneme bez potíží. Zklamáni rozhodně nebudeme.
V minulém díle seriálu jsme si ukázali, jak najít vysoko nad jihovýchodním obzorem souhvězdí Labutě. Podíváme-li se na její oko, neboli nám již známou dvojhvězdu Albireo, stačí se od něj posunout kousek nahoru. První jasnější hvězda, na kterou narazíme, je nejspodnější hvězdou v Lyře.
Jak vidíme na obrázku, jedná se o nevelké souhvězdí zhruba ve tvaru čtyřúhelníku. Vévodí mu jeho nejjasnější hvězda Vega, druhý z vrcholů asterismu Letní trojúhelník (připomeňme, že prvním byl Deneb na ocase Labutě).
Právě Vega vzbuzovala po dlouhá desetiletí velký zájem astronomů. Víme například, že asi před 14 tisíci lety hrála právě Vega roli tzv. pólové hvězdy, tedy že v té době ukazovala severní pól stejně, jako to dnes dělá Polárka. Zemská osa totiž není nehybná, ale vykonává ve skutečnosti v prostoru hned dva pohyby, které se skládají.
Jedním z nich je krouživý pohyb zvaný precese (z lat. praecessio – předcházení, předstih) a druhým z nich je tzv. nutace, která tento myšlený kruh opisovaný zemskou osou navíc „rozvlní“. Důvod, proč se to děje, si můžeme představit na jednoduchém příkladě: dejme tomu, že bychom ze svého bicyklu odmontovali přední kolo. Uchopíme jej za středovou osu, postavíme do svislé polohy a roztočíme. Kdybychom se pak roztočené kolo snažili položit do polohy vodorovné, zjistíme, že nám to jde velice těžko – hmota kola má tendenci bránit se změně sklonu. Tomuto jevu říkají fyzikové zákon zachování momentu hybnosti a jde v podstatě jen o pouhou obdobu toho, čeho si můžeme všimnout třeba na kulečníkovém stole. Pokud pomocí tága uvedeme kouli do pohybu, všichni víme, že k otvoru bude směřovat po přímé dráze – jistě nikdo z nás nikdy neviděl, aby snad koule začala sama od sebe na stole opisovat spirálu nebo třeba dráhu ve tvaru blesku. Pokud už těleso bylo nějakým impulsem rozpohybováno, přirozený je pohyb po přímce a ke změně směru pohybu je zapotřebí zásah nové síly zvenčí (právě to ve zkratce tvrdí Isaac Newton ve svém prvním pohybovém zákoně). Tato nová síla zvenčí musí navíc být dostatečně velká, aby způsobila znatelnou změnu – což je důvod, proč například při hraní kulečníku nikdy nedokážeme protihráčovu kouli vychýlit z dráhy pouhým foukáním. Na kole je situace podobná: jakmile jej jednou roztočíme svisle, nestačí nám do něj ze strany pouze zlehka „cvrnkat“ a myslet si, že se nám podaří kolo jednoduše položit.
Pokud si nyní namísto kola z bicyklu představíme Zemi, i ona má přirozenou tendenci točit se stále ve stejné, tentokrát mírně šikmé rovině. Je tu však přitažlivost Slunce (a ve skutečnosti rovněž Měsíce), která se pokouší zemský rovník „strhnout k sobě“ a způsobit, že se Země bude točit okolo osy mířící rovnou kolmo na ekliptiku (nebo kolmo na rovinu oběhu Měsíce). Země se ale otáčí a chová se podobně jako roztočené kolo z bicyklu, takže Slunce a Měsíc docílily pouze toho, že její osa vykonává zhruba během 26 tisíc let pomalý krouživý pohyb. Navíc se poměrně často stává, že Slunce spojí síly s Měsícem kroužícím čiperně okolo naší planety a jejich společné působení vychýlí osu Země o trochu více nebo naopak méně. Výsledkem je pak zmíněné „rozvlnění kruhu“ neboli nutace.
Vega – a ty ostatní
Vega byla kromě toho druhou hvězdou po Slunci, kterou jsme zachytili na astrofotografii, a také hned druhou po Slunci, u níž bylo fotografováno spektrum jejího světla. Sloužila také dlouho jako kalibrační standard pro naše měření jasnosti hvězd – na logaritmické stupnici hvězdné velikosti (magnitudy) jí byla přiřazena hodnota 0. Stupnici vytvořil v 19. století Angličan Norman R. Pogson a vycházel přitom z historických šesti tříd jasnosti stanovených kdysi Hipparchem z Nikaie. Pogsonova metoda se udržela až do přelomu 80. a 90. let 20. století, kdy astronomové postupně přešli na tzv. systém AB magnitud. Nově se nyní magnituda určuje pomocí absolutního fyzikálního toku energie (záření) na jednotku plochy – zjistili jsme totiž, že jasnost Vegy ve skutečnosti mírně kolísá, a navíc pro vypuštění Hubbleova vesmírného dalekohledu a jeho zamýšlenou častou práci v UV a infračervené oblasti se Vega jako standard použít nedala.
Podívejme se nyní detailněji i na zbytek souhvězdí Lyry. Nachází se zde kromě jiného několik tzv. vícenásobných hvězd. Například Beta Lyrae (β Lyr), také známá jako Sheliak, je dvojhvězdou složenou z modrého obra a okolo něj obíhající menší bílé hvězdy, která z něj odčerpává materiál. Svému společníkovi už jej odčerpala tolik, že se stala oproti němu hmotnější a tento materiál nyní krouží v akrečním disku okolo ní.
Pozorovatele hledající spíše potěchu oka než detailní zkoumání a třídění hvězd však zaujme především slavná Prstencová mlhovina (alias M57 alias NGC 6720). Poprvé ji pozoroval roku 1779 nám známý francouzský astronom Charles Messier a o několik dní později ji nezávisle na něm spatřil i jeho kolega Antoine Darquier. Od té doby vyšlo najevo, že jde o pozůstatek hvězdy střední velikosti zaniklé zhruba před šesti až osmi tisíci lety. V průměru má zhruba 1 světelný rok a uprostřed ní se nepřekvapivě nachází rozžhavený bílý trpaslík. Na slavném snímku z Hubbleova vesmírného teleskopu, který Prstencovou mlhovinu zachycuje, si pak ihned všimneme modravého zbarvení středové oblasti a žluto-červeného okraje. Rozdíl v barvách je způsoben tím, že blíže k trpaslíkovi je plyn žhavější a více ionizovaný, zatímco u okrajů je teplota i úroveň ionizace nižší. V úvodu článku jsme použili snímek téhož objektu, ten však byl zachycen novějším Webbovým kosmickým teleskopem a na rozdíl od fotografie z Hubblea kombinuje viditelnou a infračervenou část spektra.
S trochou trpělivosti se nám vlevo dole pod samotným „ústředním asterismem“ Lyry podaří spatřit i kulovou hvězdokupu M56 (NGC 6779). Připomeňme, že moderní astronomové již souhvězdí chápou trochu jinak než jako pouhé hvězdné obrazce – dnes si s jejich pomocí dělíme oblohu na jakési „okrsky“, jejichž hranice pochopitelně vypadají jinak než hranice vzniklé spojením hvězd do podoby mýtických hrdinů a bohů našich předků. Ačkoli se tedy M56 nachází jakoby stranou od nápadného čtyřúhelníku tvořícího Lyru, do Lyry ji přesto zahrnujeme. K nalezení této kulové hvězdokupy nám sice stačí pouhý triedr nebo menší dalekohled, v tom případě však uvidíme pouhý mlhavý obláček a nevychutnáme si pohled na jednotlivé světelné body, které M56 tvoří. Abychom je spatřili, potřebujeme dalekohled o průměru hlavního zrcadla alespoň 20 cm. Potom se můžeme pokusit všechny tyto hvězdy spočítat – a bude jich opravdu úctyhodný počet: zhruba mezi 80 a 100 tisíci. Hvězdokupa je od nás vzdálena asi 33 000 světelných let a tvoří hvězdy, které pamatují téměř samotný počátek vesmíru.
Naše toulky letní oblohou mohou začít. Cestovatelé mířící do neznáma začínají své výpravy vždy v okolí domova a postupně se pouštějí stále dál; a my to uděláme právě tak. Cestování vesmírem je však přeci jenom specifické – i pro průzkum těch „nejbližších“ míst se musíme pustit pořádně daleko. Představíme si jedno ze souhvězdí, budeme se tedy pohybovat vlastně v blízkém sousedství Slunce, přesto nás ale cesta zavede asi 3 000 světelných let od něj. Nám pozorovatelům je však toto souhvězdí blízké i tím, že jej na obloze najdeme velmi snadno…
Najít na obloze asterismus Velkého vozu dokáže nejspíš každý. Pokud tím naše znalosti o hvězdách končí, nemusíme zoufat – sami astronomové nabízejí jednoduchou metodu „skákání po hvězdách“, která nám umožní zakrátko oslňovat naše blízké znalostmi mnohem širšími.
Začneme tím, že se podíváme na Velký vůz a najdeme si jeho zadní kola, tedy dvě hvězdy pod sebou přesně na opačném konci, než je oj. Tyto dvě hvězdy si spojíme myšlenou čarou a v představě si ji prodloužíme zhruba na šestinásobek směrem nahoru. Právě jsme spatřili Polárku, hvězdu (ve skutečnosti skupinu hvězd), která nám stejně jako dávným mořeplavcům ukáže severní směr. Její druhé jméno Severka koneckonců mluví za vše.
Nyní se posuneme od Polárky na východ, tedy směrem doprava. Zanedlouho narazíme na nápadné souhvězdí ve tvaru písmene W nebo skládacího metru: dostali jsme se ke Cassiopei.
Cassiopea je sama o sobě také zajímavým souhvězdím, naším dnešním cílem ale není. Posuneme se od ní ještě dále na východ (tj. doprava) a o kousek výš spatříme vpravo nad ní jakýsi „Severní kříž“:
Mimochodem, jméno Severní kříž jsme si nevymysleli. Jedná se o název, který se pro část tohoto souhvězdí skutečně vžil. Rozdíl je ale právě v tom, zda hovoříme o celém souhvězdí nebo jen o jeho části. Souhvězdí se jmenuje Labuť, a pokud použijeme název Severní kříž, v tu chvíli již mluvíme o tzv. asterismu. Tento termín už na začátku našeho článku jednou padl – použili jsme jej v souvislosti s Velkým vozem, který také není samostatným souhvězdím. Jde pouze o asterismus, tj. o část souhvězdí Velké medvědice.
Jestliže se nám podařilo najít asterismus Severního kříže, zbývá poslední malý krok: totiž přidat k němu na obou stranách „vodorovného břevna“ po dvou hvězdách. Najednou tak spatříme Labuť v celé její kráse.
Typicky letní souhvězdí
Jak je vlastně možné, že astronomové neustále mluví o jarní obloze, letní obloze, podzimní a zimní obloze, jarních souhvězdích, letních souhvězdích atd.? Copak noční obloha nad námi není stále stejná? Nemůže nám za chvíli pohled na ni zevšednět?
Ne, to opravdu nemůže!
Ve skutečnosti se obloha nad našimi hlavami neustále mění. Jak Země během roku krouží okolo Slunce, dostává se postupně do přímé linie s různými oblastmi naší galaxie i s různými hvězdami, které se nacházejí v jejím okolí. Navíc ještě nesmíme zapomenout, že oběžná dráha Země je oproti ideálnímu vodorovnému směru skloněná.
Přibližné znázornění toho, jak jsou hvězdy tvořící souhvězdí rozprostřeny v prostoru. Rak je na naší obloze mnohem menší souhvězdí než Velká medvědice, jeho hvězdy jsou však od Slunce dál
Výsledkem je, že na Zemi vidíme na obloze během roku různá souhvězdí. Některá jsou v konkrétním období vysoko nad obzorem, jiná schovaná pod ním, protože se z našeho pohledu zdržují v podobných místech jako Slunce. Je-li v noci Slunce pod obzorem, jsou pod obzorem i ona. Pro Mléčnou dráhu platí něco podobného – v létě se vypíná vysoko nad našimi hlavami a hledíme veskrze na její střed, v zimě je sice také vysoko nad obzorem, ale slabá (pozorujeme totiž její okraj), na jaře vychází až tehdy, když se noc chýlí k ránu, a podobně. O těchto nebeských zákonitostech jsme psali již ve starším článku věnovaném obloze v květnu.
Jestliže jsme si tedy uvědomili tato základní fakta, rozumíme již lépe tomu, proč v létě astronomové mluví o „letní obloze“. Jde o to, že v létě jsou zkrátka kolem půlnoci některá souhvězdí nejvýše na obloze – například Lyra, Orel nebo právě Labuť. Jiná souhvězdí jsou pochopitelně vidět také, např. Perseus nebo Andromeda, ale ta se zdržují přeci jenom níž. (Pak je tu ovšem ještě fakt, že my jako pozorovatelé se nacházíme na určité konkrétní zeměpisné šířce, tj. buď blíže k rovníku nebo k pólu. V českých zemích, které se nacházejí zhruba na 50. stupni severní šířky, tak za letní souhvězdí považujeme například i Střelce, protože se z našeho pohledu dostává v létě nejvýše nad obzor – jenže to znamená jen asi 10 až 15 stupňů nad horizontem. Vydejme se k moři do Řecka nebo Egypta a uvidíme Střelce v létě o poznání výš.)
Co nám Labuť nabízí
Podívejme se tedy nyní na souhvězdí Labutě. Při pohledu na jeho tvar není překvapivé, že již ve starověku v něm lidé spatřovali obraz velkého ptáka s roztaženými křídly a dlouhým krkem. Různé kultury si s ním pochopitelně spojovaly různé ptáky a různé příběhy (Arabové v něm viděli slepici, staří Egypťané podle archeologických důkazů ibise nebo snad husu atd.) My se v tomto článku přidržíme obrazu zavedeného zakladateli civilizace evropské, totiž starověkými Řeky, a budeme hovořit právě o labuti.
Antický učenec Ptolemaios ve 2. století n.l. popsal „jasnou hvězdu na ocasu Labutě“. Tento jeho název se po rozpadu antického světa dostal k Arabům, kteří si jej přeložili a přizpůsobili svým mýtům. Říkali tedy „Dhanab al-Dajájah“, což lze přeložit jako „ocas Slepice“ (nechť ti z našich čtenářů, kteří umějí plynně arabsky, prominou případné nepřesnosti). Právě slovo dhanab se zachovalo a dalším jeho komolením vznikl dnešní název této hvězdy: Deneb. Dnes víme, že jde o modrého superobra (však je také nejjasnější hvězdou v Labuti a tvoří jeden z vrcholů asterismu zvaného Letní trojúhelník, doprovázejí ho tu Altair v Orlovi a Vega v Lyře).
Stejně zajímavé jako Deneb je i oko naší Labutě, tedy světelný bod přesně na jejím opačném konci. Jedná se o dvojhvězdu jménem Albireo. Pokud budeme mít trochu trpělivosti a podaří se nám na ni namířit dalekohled, uvidíme jasně, že je tvořena jednou oranžovou a jednou modrou hvězdou. Zatímco oranžová Albireo A je větší, modrá Albireo B je žhavější. Vědci se dnes domnívají, že tyto dvě hvězdy ve skutečnosti nejsou gravitačně svázané a že oranžová Albireo A má namísto toho několik dalších hvězdných průvodců. Pokud je to pravda, je celý systém ve skutečnosti tvořen 4-5 hvězdami a nejde o pravou dvojhvězdu, nýbrž pouze o tzv. dvojhvězdu optickou (tj. jeví se tak pouze při pohledu ze Země).
Zbývají další hvězdy, kterých bude pochopitelně při pohledu dalekohledem ještě mnohem více než bez něj. Jsou od sebe navzájem nesmírně daleko. Několik hlavních, které při pohledu ze Země tvoří tvar celého souhvězdí a nacházejí se relativně nedaleko od Slunce, se v podstatě pouze zdánlivě dostalo do jedné přímky s dalšími hvězdami v mnohem větších vzdálenostech. Proto má i v dnešní době smysl vyznat se v souhvězdích – možná s nimi již nemáme spojené náboženské představy a jejich legendy dnes vnímáme spíše jako historickou zajímavost, ale astronomové je dodnes používají k rozdělení oblohy na jednotlivé sektory. Je to něco podobného, jako když jsou státy kvůli lepší správě rozděleny na kraje, départmenty nebo jiné menší celky.
Především astrofotografové se tak mohou pokusit „ulovit“ hned dvě mlhoviny, které v Labuti zdánlivě leží. První z nich je známá jako Blikající planetární mlhovina. Má označení NGC 6826 (nijak nás tedy nepřekvapí, že ji v roce 1793 objevil William Herschel) nebo také Caldwell 15. Zasvěcení pozorovatelé jistě vědí, že planetární mlhovina ve skutečnosti s planetami nemá co dělat – jedná se o pozůstatek po zaniklé hvězdě střední velikosti, která ještě nebyla dostatečně hmotná na to, aby efektně vybuchla jako supernova. Svůj materiál na konci života relativně poklidně rozptýlila do okolí. (Omyl ve skutečnosti pochází právě od Williama Herschela, jenž jich sám objevil několik – v tehdejších dalekohledech se mu jevily jako disky připomínající planety.) NGC 6826 pak svůj název „Blikající“ dostala proto, že když se pozorovatel v dalekohledu dívá na bílého trpaslíka (žhavé jádro bývalé hvězdy) v jejím středu, odvržený plyn okolo není patrný. Podíváme-li se ale kousek stranou, plyn se jako kouzlem objeví.
NGC 6826 najdeme pod levým křídlem Labutě. Vpravo je zachycena na snímku z Hubbleova kosmického teleskopu.
Druhou mlhovinou v Labuti je NGC 7000 a říká se jí Severní Amerika. Také za její objev vděčíme Williamu Herschelovi a najdeme ji vedle hvězdy Deneb. Jde o tzv. emisní mlhovinu, tedy vlastně nahromaděný mezihvězdný plyn a prach zbylý z raných fází historie vesmíru. Konkrétně emisní mlhoviny jsou tvořeny plynem ionizovaným, většinou díky vysokoenergetickému záření přicházejícímu z blízké hvězdy. Díky tomu pak vyzařují (emitují) světlo různých barev. Kdyby byla mlhovina Severní Amerika viditelná pouhým okem, zabírala by na obloze plochu desetkrát větší než Měsíc v úplňku. Přichází z ní tolik světla, že by měla odpovídat magnitudě 4, což už v astronomii znamená jasný objekt, jenže toto množství světla je rozptýleno do její veliké plochy. Navíc její plyn září převážně v oblasti vodíku Hα, což je sytě červená barva, na kterou naše oční tyčinky používané v noci nejsou téměř vůbec citlivé. Kdybychom si ale umístili před oči filtr propouštějící záření Hα, pod tmavou oblohou bychom Severní Ameriku spatřili i bez dalekohledu. Za běžných okolností však, jak jsme již zmínili, mají na její prohlídku největší šanci astrofotografové. Ti si mohou svými přístroji nashromáždit na čip mnohem více světla než lidské oko, takže po dostatečně dlouhé expozici se jim na snímku objeví tvar i barva této zajímavé mlhoviny. Odměnou jim pak bude i to, že společně s ní spatří hned vedle i mlhovinu Pelikán – ve skutečnosti nejde o dvě oddělené mlhoviny, ale o jedno veliké mračno ionizovaného vodíku rozdělené zdánlivě na dvě jen díky pásu tmavého prachu nacházejícímu se z našeho pohledu v popředí.
NGC 7000
Nejen mlhoviny
V místě, kde se stýkají pomyslný svislý a vodorovný trám Severního kříže, spatříme otevřenou hvězdokupu M 29. Charles Messier ji pozoroval poprvé v roce 1764. Hvězdokup rozeznáváme dva typy – otevřené a kulové. V obou případech se jedná o skupiny navzájem gravitačně svázaných hvězd, které se vesmírem pohybují společně. Rozdíl je v tom, že v otevřených hvězdokupách jsou vzájemné přitažlivé síly mnohem slabší – hvězd je tu totiž méně a jsou od sebe poměrně daleko. Většinou tu totiž najdeme mladé hvězdy, které se zformovaly už jen ze „ zbytků“ mezihvězdného plynu a prachu. Oproti nim jsou kulové hvězdokupy daleko starší, hvězd se v nich drží více a jsou k sobě vázány mnohem silněji, takže i hvězdokupa je kompaktnější.
M 29
Najděte si na letní obloze Labuť a nechte se okouzlit jejími krásami. Stojí to za to!
Novodobý měsíční program pokračuje. V úterý 9. června 2026 se v Johnsonově kosmickém středisku v texaském Houstonu konala tisková konference, na níž funkcionáři NASA oznámili složení posádky pro let Artemis III. Jedná se o výpravu, jejímž cílem bude dále prověřit systémy kosmické lodi Orion na nízké oběžné dráze Země a především vyzkoušet spojení s jedním či oběma lunárními přistávacími moduly, na kterých intenzivně pracují společnosti SpaceX a konkurenční Blue Origin. Posádka Artemis III bude tentokrát čistě mužská – a poprvé bude jejím členem Evropan.
Podle informací, jež NASA zveřejnila, by měla mise Artemis III odstartovat někdy během příštího roku. Přibližný plán letu je takový, že po vynesení lodi Orion na oběžnou dráhu Země raketou SLS dojde nejprve ke kontrole palubních systémů a následně k velmi obtížnému manévru – Orion by se měl ve vesmíru spojit s lunárním plavidlem.
Pokud patříme k lidem, jejichž zájem o kosmonautiku je spíše okrajový a slýcháme o ní například hlavně v televizních zprávách nebo si pouze občas přečteme článek na internetu, mohla by se nám taková událost jevit jako zcela běžná. To by však byl omyl. Setkání dvou lodí na oběžné dráze je pro inženýry obrovskou výzvou dokonce i v dnešní době (například Čína do něj investovala polovinu veškerých nákladů vyhrazených pro svůj pilotovaný kosmický program!). Stačí si uvědomit, co vlastně znamená oběžná dráha a jak obrovskou rychlostí se lodě musejí pohybovat.
Sprint okolo Země
Představme si následující situaci: sebereme ze země kámen a řekneme si, že si s ním pro zábavu začneme házet. Nejprve jej podržíme v libovolné výšce nad zemí a prostě upustíme – v tom případě nám nepřekvapivě dopadne k nohám a zůstane klidně ležet. Pokud jej sebereme znovu a namísto upuštění jej zlehka odhodíme směrem do strany (aby se chvíli pohyboval rovnoběžně se zemí), dopadne za chvíli také, ale tentokrát kousek dál od nás. Sebereme stejný kámen potřetí a mrštíme jím do strany silněji – potom se bude rovnoběžně se zemí pohybovat o něco déle a dopadne do ještě větší vzdálenosti. A takto budeme kámen vrhat stále větší a větší silou, až se stane zajímavá věc: zemská přitažlivost sice nikam nezmizí, ale dopředná rychlost kamene bude tak velká, že se kámen bude držet stále ve stejné výšce nad zemským povrchem. V této chvíli kámen dosáhl první kosmické rychlosti a nachází se na oběžné dráze – a jistě si vzpomeneme, že první kosmická rychlost v případě Země činí 7,8 km/s. (Toto číslo si vynásobíme 3600x a zjistíme, kolik by to bylo kilometrů za hodinu: celých 28 080!)
Schématické znázornění situace. Bod K („kámen“) získává stále větší dopřednou rychlost, až po dosažení rychlosti 7,8 km/s zůstane jeho výška nad povrchem konstantní. Pokud jej nezbrzdí např. odpor atmosféry, bude moci kroužit okolo planety stále dokola
Nyní si musíme uvědomit, že touto obrovskou rychlostí jsme do vesmíru vymrštili hned dvě (nebo v našem případě možná rovnou tři) kosmické lodi. Chceme, aby se k sobě naprosto přesně přiblížily a dotkly natolik jemně, že se ani jedna z nich nepoškodí a ještě zůstanou pevně spojeny. Zajisté si už umíme představit, že zvládnout něco takového vyžaduje špičkovou techniku pro navádění, excelentní schopnosti pilota a že se rozhodně nejedná o nic rutinního ani nudného. Však také v dobách programu Apollo vstávaly inženýrům vlasy na hlavě hrůzou, když po nich plánovači letu požadovali provedení tohoto náročného manévru nikoli u Země, ale rovnou u Měsíce – to totiž znamenalo, že aby nebezpečí nebylo dost, naváděcí radary mohly být jen tak velké a výkonné, jak velká zařízení bylo možné vměstnat do kabiny a vynést nosnou raketou.
Totéž samozřejmě bude denním chlebem pro posádky budoucích Orionů.
Složení posádky
Nelze se tedy divit opatrnému přístupu šéfů NASA, kteří chtějí mít nejprve na kontě zkušební misi v blízkosti Země. Posádka totiž bude muset zvládnout nejen samotný manévr, ale navíc prověřit kompatibilitu lodí – stykovací zařízení a další techniku, systémy pohonu a na nich závislou rychlost a přesnost manévrování se soulodím, elektroniku atd.
Tohoto úkolu se zhostí následující čtveřice letců:
RANDY BRESNIK – velitel. Narodil se 11. září 1967 ve Fort Knoxu v Kentucky ve Spojených státech. Získal magisterský titul z leteckého inženýrství na univerzitě v Tennessee, sloužil u námořní pěchoty a následně se cvičil na pilota na základně Pensacola na Floridě. Na různých působištích nakonec získal zkušenosti s 81 typy letounů a nalétal 6 000 hodin. V roce 2004 byl vybrán do astronautského výcviku a doposud se do vesmíru vydal dvakrát – v roce 2008 raketoplánem ( mise STS-129) a v roce 2017 lodí Sojuz MS-05. Je ženatý a má jednu dceru a jednoho syna.
LUCA PARMITANO – pilot a první Evropan v posádce. Na svět přišel 27. září 1976 v italském Palermu. Vystudoval nejprve politologii na Univerzitě Fridricha II. v Neapoli, pokračoval ale na Accademia Aeronautica ve městě Pozzuoli a létal na bojových letounech typu AMX. Zapojil se do amerického výcvikového programu ENJJPT, jehož cílem je cvičit bojové piloty ze spřátelených zemí NATO na amerických strojích. V italském letectvu se nakonec vypracoval až do hodnosti plukovníka a v roce 2009 byl vybrán jako kandidát na astronauta agenturou ESA. Do vesmíru se vydal zatím dvakrát – v letech 2013 a 2019, v obou případech na palubě Sojuzu. Se svou bývalou ženou má dvě dcery.
ANDRE DOUGLAS – letový specialista. Narodil se 11. prosince 1985 v Miami na Floridě a jako student získal postupně magisterské tituly v několika technických oborech: strojním inženýrství, stavbě lodí a námořním inženýrství, počítačovém inženýrství a k tomu přidal ještě doktorát z inženýrství systémového. Sloužil u Americké pobřežní stráže (účastnil se tedy například zásahů proti lodím pašujícím do USA drogy), posléze z aktivní služby odešel a stal se zaměstnancem Laboratoře aplikované fyziky na Johns Hopkins University v Marylandu. Samotná univerzita je soukromá, ale Laboratoř aplikované fyziky (APL) spadá pod americké ministerstvo obrany a je financována námořnictvem. Andre Douglas se zde věnoval např. vylepšování systémů protivzdušné obrany, také ale právě tehdy navázal spolupráci s NASA – to když se APL zapojila do příprav bezpilotní mise DART zaměřené na záměrné vychýlení asteroidu z jeho dráhy. Důvodem pro tento počin bylo vyzkoušet možnosti, jak odklonit případný asteroid mířící ke srážce se Zemí. NASA si povšimla jeho kvalit a v roce 2022 jej vybrala do astronautského výcviku. Byl záložním členem posádky pro nedávný pilotovaný let okolo Měsíce na misi Artemis II. Se svou ženou Rachel má Douglas dvě děti.
FRANK RUBIO – letový specialista. Na svět přišel 11. prosince 1975 v kalifornském Los Angeles, oba jeho rodiče ale pocházejí ze středoamerického Salvadoru (oficiálně se také nejmenuje Frank, ale Francisco Carlos). Spletitost Rubiova životního příběhu tkví v tom, že se narodil svobodné matce, které v té době nebylo ještě ani dvacet let. Maminka se proto rozhodla, jako mnoho jiných v podobné situaci, že jej raději pošle na výchovu k prarodičům a nejprve pro sebe i pro něj vybuduje zázemí. Francisca tak prvních šest let vychovávala v Salvadoru babička a teprve poté se chlapec vrátil za maminkou do Ameriky – v Salvadoru totiž právě vypukla občanská válka. Oba se usadili v Miami na Floridě a Francisco mohl vystudovat střední školu. Příklad, který mu maminka do života dala, se na něj přenesl stoprocentně a z Francisca se rovněž stal velký dříč, který byl vzhledem k vynikajícím výsledkům nakonec přijat na legendární vojenskou akademii ve West Pointu. Od nesmírně náročného studia si po absolvování potřeboval odpočinout, stal se tedy pilotem bojových vrtulníků. Potom se ale znovu ozval jeho dávný sen o tom, že bude lékařem – a tak pokračoval ve studiích, tentokrát na Vojenské lékařské univerzitě USA v Bethesdě v Marylandu. Doktorem medicíny se stal v roce 2010. Dobrodružná povaha ho vedla k tomu, že si podal přihlášku do NASA, a v roce 2017 byl pro astronautský výcvik skutečně vybrán. Do vesmíru startoval na palubě Sojuzu MS-22 v září 2022. Na palubě ISS pak strávil téměř 371 dní. Dodejme ještě, že je ženatý a má čtyři děti.
Pozorování hvězdné oblohy je činnost stará jako lidstvo samo. Odnepaměti se lidé snažili porozumět světu okolo sebe, zorientovat se v něm a přežít, přičemž střídání dne a noci znali důvěrně úplně všichni. Naučili jsme se podle hvězd plánovat setbu a … Číst více »
„Věda musí začít mýty a jejich kritikou.“ Citát rakouského filosofa Karla Poppera z roku 1963 je stále aktuální. S jedním takovým mýtem se setkáme zanedlouho, a tak by bylo dobré jej uvést na pravou míru. Během května se totiž Měsíc ocitne dvakrát ve fázi úplňku – 1. a 31. května. Proč se o tom druhém v pořadí říká, že bude modrý? Se změnou barvy nemá tento termín pranic společného…
Během jednoho ročního období obvykle nastanou tři úplňky.
Nepřipadá nám to nijak podivné, protože každá roční doba trvá zhruba tři kalendářní měsíce. Jarní rovnodennost letos nastala 20. března, letní slunovrat přijde 21. června, podzimní rovnodennost 23. září, zimní slunovrat pak 21. prosince.
Opakovaně jsme se ale přesvědčili, že naše měření času a orientace v kalendáři jsou pro běžný život zjednodušené. Jeden kalendářní měsíc trvá s výjimkou února buď třicet nebo jedenatřicet dní, ve skutečnosti ale Měsíc (těleso) oběhne Zemi jednou za 27,322 dne. Tomuto časovému úseku říkáme siderický měsíc a je určen vzhledem ke vzdáleným hvězdám. Navíc se ještě určuje tzv. synodický měsíc vzhledem ke Slunci, který trvá 29,5 dne a je určen jako doba mezi dvěma stejnými fázemi Měsíce. O něco delší je proto, že než náš satelit kolem Země jednou obkrouží, samotná planeta se také na své cestě okolo Slunce posune o kousek vpřed. Měsíc tedy musí „urazit kousek cesty navíc“, aby se z našeho pohledu dostal do stejné fáze.
Řehoř XIII.
Papež Řehoř XIII. je rozporuplnou postavou. S radostí přivítal zprávu o vraždění protestantů o Bartolomějské noci a nechal při té příležitosti sloužit Te Deum a razit pamětní minci. Nelze mu však upřít, že roku 1582 také zavedl velmi přesný a spolehlivý gregoriánský kalendář. Protože ale ani ten nemůže být zcela přesně v souladu se všemi cykly v přírodě, jednou za čas se stane, že během jednoho ročního období nastanou čtyři úplňky. A vlastně jen shodou náhod dnes mluvíme o tzv. „modrém úplňku“, přičemž roli sehrála lidová tvořivost a zkreslené pochopení faktů.
Původcem celé záhady je ročenka Farmers’ Almanac vydávaná v americkém státě Maine. Jedná se o publikaci, ve které mohou zemědělci a zahrádkáři najít dlouhodobé předpovědi počasí nebo rady pro pěstitele. Kromě toho zde bývají uvedena data úplňků během roku, články o léčivých bylinkách, lidová moudrost, autoři doporučují nejvhodnější dobu pro to nebo ono apod. Čtenáři byli s touto duševní potravou očividně spokojeni, protože vychází nepřetržitě už od roku 1818 a teprve letos budou vydavatelé nuceni přejít na výhradně elektronickou verzi.
Autoři této ročenky se při svém počítání dat řídí tropickým rokem. V našem článku o jarní rovnodennosti jsme uvedli, že tropický rok trvá o 5 hodin a 49 minut déle než kalendářní. Ročenka navíc určuje začátky jednotlivých ročních období tak, jako by se Slunce pohybovalo po obloze stále stejnou rychlostí. Pro farmáře je možná praktické si přečíst, že všechny roční doby mohou považovat za stejně dlouhé, neodpovídá to však skutečnosti. Země má eliptickou oběžnou dráhu a v průběhu roku se kolem Slunce pohybuje proměnlivou rychlostí a v proměnlivé vzdálenosti.
A tak se ve Farmářském almanachu z roku 1937 dočteme, že má nastat 13 úplňků místo dvanácti. Autoři však potřebovali, aby „jejich“ roční období jinak začínala ve správný čas, a tak se rozhodli za „přebytečný“ označit třetí úplněk v létě. Své přitom mohl sehrát i slovní obrat „once in a blue moon“, který angličtina používá už od 16. století a dnes má podobný význam jako české „jednou za uherský rok“.
Farmářský almanach z roku 1937 se o šest let později dostal do rukou Laurenci J. Lafleurovi (1907-1966) ze školy Antioch College v Ohiu. Napsal tehdy příspěvek do časopisu Sky & Telescope, ve kterém se pouze pozastavoval nad zajímavým faktem, že během roku občas může nastat jeden úplněk navíc. V roce 1946 se však k tomuto tématu vrátil i amatérský astronom a častý přispěvatel Sky & Telescope James Hugh Pruett (1886-1955). Svérázně určený „přebytečný“ úplněk z roku 1937 si vyložil po svém a napsal, že podobná situace nastává sedmkrát během devatenácti let. V příslušných letech se tedy stane, že jedenáct měsíců uvidíme na obloze po jednom úplňku a jednou dva. Proto bychom prý měli jako „modrý“ označovat každý úplněk nastalý jako druhý během stejného měsíce.
James Hugh Pruett
Pověra zakořenila. Časopis Sky & Telescope začal pozměněné označení svého dopisovatele používat a teprve v roce 1999 jeho vydavatel zkroušeně přiznal, odkud se objevilo. Letos 31. května se tak můžeme těšit pouze na pěkný úplněk, shodou okolností druhý májový, a nemusíme se bát žádného jeho zmodrání. Nejlépe bude si poslední květnový večer udělat příjemný a pro dokreslení atmosféry si pustit třeba pěknou hudbu. Například jemnou a uklidňující píseň „Blue Moon“ od Deana Martina.
Tento díl našeho seriálu bude věnován doslova „domu, kde se odehrávají zázraky“. Dobrá, může to znít nadneseně, ale floridská Vehicle Assembly Building si takové označení skutečně právem zaslouží. Je místem s nesmírně zajímavou historií a její vystavění vyžadovalo ta nejdůvtipnější technická řešení. Nemluvě o tom, jak sofistikované stroje už 60 let její zdi opouštějí.
Když prezident Kennedy vyhlásil 25. května 1961 záměr dostat Američana na Měsíc do konce dekády, znamenalo to vyřešit obrovské množství složitých problémů. Nešlo jen o samotné rakety. Že pro urychlení měsíční kabiny až k Měsíci bude třeba postavit raketu ohromných rozměrů, bylo předem jasné. Nikde v USA ale například neexistovalo ani místo, kde by inženýři mohli tak veliké stroje dávat dohromady.
Už od počátku bylo přitom počítáno s tím, že vývoj „měsíčního děla“ dostanou na starost různé společnosti a nikoli pouze jedna. Mělo to několik dobrých důvodů – zaprvé, každý stupeň zamýšleného Saturnu V měl být úplně jiný než ostatní. První musel vyvinout především obrovský tah za pomoci motorů na kapalný kyslík a letecký petrolej, třetí musel být opakovaně zažehnutelný a podobně. Žádná soukromá společnost nemohla disponovat tolika výrobními halami, odborníky a zkušenostmi, aby tyto různorodé výzvy vyřešila sama. Zadruhé: kdyby měla celá měsíční raketa vznikat pouze na Floridě včetně projektování a mnohonásobného testování, vedlo by to doslova k přetížení celého státu. Takové množství pracovníků nebylo možné ubytovat ani živit na jediném místě. A zatřetí, projekt Apollo byl bez nadsázky astronomicky drahý. Aby jeho uskutečnění podporovala americká veřejnost i Kongres, musely z něho mít prospěch celé Spojené státy a ne pouze jeden. NASA se proto vydala cestou prezentace Apolla jako celonárodního úsilí, do něhož každý člen americké unie přispívá svým dílem. Nemluvě o tom, že se jednalo skutečně o vzpružující injekci pro kapitalistický systém hospodaření – vždyť NASA hrála roli hlavního investora a pro stavbu jednotlivých součástí rakety vyhlašovala v rámci možností výběrová řízení. To podporovalo konkurenční soutěž a firmám umožnilo nabyté zkušenosti uplatnit později i v komerčním sektoru.
Nic z toho by však nebylo ani zbla užitečné, kdyby neexistovalo místo konečné montáže obrovské rakety. Místo, kde by se z těchto součástí dodaných jednotlivými výrobci stal konečný produkt. Když vyšlo najevo, že raketa Saturn V bude muset být vysoká přes sto metrů, vyvstala potřeba vybudovat v místě startu ještě vyšší montážní budovu.
Florida je však pro takový záměr doslova noční můrou. Její podloží je vápencové, na něm jsou ale v podstatě hlavně sedimenty (písek, škeble nebo bahno). Jedná se o kraj plný močálů, s velmi vysokou hladinou podzemní vody a půda je všechno možné, jen ne pevná.
Proto bylo třeba začít tím, že na zvoleném místě bylo do země zapuštěno asi 4 tisíce ocelových pilířů o průměru 41 cm. Musely sahat až do hloubky okolo 50 metrů, aby nespočívaly v měkké zemině, ale právě až na zmiňovaném vápencovém podloží. Protože pak slaná spodní voda ve spojení s kovem generovala elektrický náboj a ten by byl mohl konstrukci postupně narušit, museli inženýři tyto kovové sloupy navíc propojit měděnými dráty a uzemnit. (Práce přitom probíhaly tempem, které by dnes bylo nevídané – jak se dozvídáme například z přednášek pana Ing. Tomáše Přibyla dostupných na YouTube, stavba začala ještě v den podpisu smlouvy 2. srpna 1963. Probíhala prakticky nepřetržitě 24 hodin denně na tři směny a byla do ní zapojena veškerá dostupná technika – včetně parního beranidla, které se podílelo na zatloukání ocelových pilířů do země.)
Zatloukání základových ocelových pilířů
Poté mohlo být na těchto pilířích zhotoveno bednění a vybudovány masivní železobetonové patky, které spojovaly skupinky ocelových pilířů dohromady. Abychom získali lepší představu – základem pro stěnu domu bývá dlouhý betonový základový pás. Patka je v podstatě menší betonový či železobetonový blok, který slouží jako základ například pod sloupy (používá se třeba u sloupků plotu, při stavbě přístřešku na automobil atd.) Má za úkol rozložit koncentrovanou váhu sloupu do větší plochy a zabránit tak tomu, aby se sloup probořil.
Trik při stavbě budovy VAB spočíval v tom, že budoucí stěny měly být podpírány nadzemním ocelovým skeletem podobně jako např. u pražského obchodního domu Bílá labuť. Tento ocelový skelet pochopitelně také obsahoval mnoho sloupů, jejichž tíhu bylo třeba rozložit do větší plochy – a tak to inženýři provedli právě pomocí základových patek, z nichž každá spočívala hned na několika pilířích zapuštěných v zemi. Může se nám zdát překvapivé, že zmíněné pilíře v zemi byly rovněž ocelové a pro rozložení váhy nadzemního skeletu to bylo dostačující, své ale vykonal právě tvrdý železobeton mezi podzemními a nadzemními sloupy umístěný.
Na základové patky a podlahovou desku bylo spotřebováno 38 200 m3 betonu, který se pochopitelně musel na zem lít bez přestávky, aby nepopraskal. I proto, jak víme, musela práce probíhat na tři směny a nepřetržitě. Následně muselo být dovezeno dalších téměř 11 500 m3 betonu na vybudování některých stěn a na celou budovu se spotřebovalo 89 440 tun oceli.
Impozantní budova VAB byla dokončena během tří let a sestává hned ze čtyř montážních hal. V počátcích programu Apollo totiž plánovači snili o vysoké frekvenci startů Saturnu V a dokonce i o vybudování dalších podobných budov (v jedné z nich se měly do Saturnů montovat nukleární raketové motory!). Původní název dnešní budovy VAB dokonce nezněl Vehicle Assembly Building, nýbrž Vertical Assembly Building. Z toho je jasně patrné, že měla být součástí mnohem většího komplexu.
Dnes sice s mnoha z těchto plánů sešlo, ale budova VAB i tak zůstává fantastickým technologickým počinem. Vezměme si například fakt, že se nejedná jen o montážní halu, ale v podstatě o malé město, kde se nacházejí i kanceláře a další prostory. Je 160 metrů vysoká, tj. asi jako polovina Eiffelovy věže, a za velmi vysoké vzdušné vlhkosti se tu může u stropu tvořit mlha (proto musí být vybavena výkonnou klimatizací). Rakety se tu kompletují za pomoci mostních jeřábů, jejichž obsluha musí mít skutečně mistrovské dovednosti. Na práci se zaměstnanci připravují například tím, že mají s pomocí těžkého zavěšeného břemena přitisknout k podlaze syrové vejce tak, aby nebylo možné je vytáhnout, ale zároveň se nerozbilo.
Právě v tomto prostředí se dnes kompletují rakety SLS a jimi vynášené Oriony. Můžeme tedy bez obav prohlásit, že vesmírná technika 21. století je skutečně v nejlepších rukou.
Další z našich pravidelných veřejných přednášek se uskuteční v pátek 29. května 2026 ve Velkém sále SVČ ALFA, o.p. DELTA. Tentokrát bude jejím tématem „Co se dá uplést z kvantového propletení“ a přednášet bude RNDr. Zdeňka Koupilová, Ph.D. z Katedry didaktiky fyziky MFF UK v Praze. Jste srdečně zváni.
Představíme si záhadný svět kvantové fyziky. Ukážeme si, co je propletení (entanglement). Zjistíme, jestli je teoreticky možné využít tohoto jevu k teleportaci a jestli kvantová fyzika skutečně dovoluje vytvářet kopie. Řekneme si, co Albertu Einsteinovi na kvantové fyzice vadilo a jak se ukázalo, že se mýlil. Naučíme se bezpečně přenést klíč pro šifrování – BB84.
RNDr. Zdeňka Koupilová, Ph.D. (převzato z mff.cuni.cz)
RNDr. Zdeňka Koupilová, Ph.D. (*1979) je česká fyzička. Působí na Matematicko-fyzikální fakultě Univerzity Karlovy v Praze. Kromě kvantové fyziky se věnuje i popularizaci a metodice vyučování tohoto tématu pro budoucí pedagogy. Je například autorkou souboru výukových her „Různé? Stejné!“ zaměřeného na pochopení různých matematických a fyzikálních konceptů. Na Katedře didaktiky fyziky MFF UK je v současné době lektorkou.
Na světě asi není žádné jiné povolání, které by lákalo tolik jako práce astronauta. Piloti a dnes už i pilotky kosmických lodí jsou pro nás zosobněním dobrodruhů a odvážlivců. Sebejistí, elegantní, pohotoví, ledově klidní… Ve svých bleskurychlých strojích se dostávají na místa, o kterých se nám ostatním často ani nesní. Ať už na naší planetě nebo dokonce mimo ni. Při ovládání těchto strojů se musejí umět rozhodovat okamžitě a správně, což většina z nás při své práci přece jenom nemusí. I proto v nich vidíme své hrdiny. Je to přirozené, když někdo jiný dokáže něco, co my sami nedokážeme. Jak se tedy na takové povolání lidé připravují a co všechno obnáší?
V počátcích kosmického věku si museli plánovači (na obou stranách Železné opony) položit základní otázku: kdo vesmírný let uskuteční? Bylo jasné, že musí jít o člověka schopného přečkat nehostinné podmínky, neztratit orientaci v prostředí bez pevných bodů nebo ovládat zařízení zcela nového druhu. Uvažovalo se o lidech různých profesí, kteří by na takové činnosti mohli být zvyklí – za možné adepty byli považováni horolezci, potápěči, cirkusoví artisté atd. Nakonec ale na obou stranách volba padla na piloty stíhacích letadel.
V Americe bylo stanoveno, že uchazeči musí být maximálně 40 let. Vzhledem k rozměrům kabiny Mercury měl měřit nanejvýš 180 cm, být naprosto zdravý a měl mít odpovídající vzdělání. Tím bylo absolvování jedné z obou škol pro testovací vojenské piloty, buď u letectva nebo u námořnictva (denním chlebem zkušebních pilotů je létat s novými a nevyzkoušenými stroji a pohotově reagovat na jejich nedostatky, musejí tedy dosahovat ještě vyšších kvalit než piloti „obyčejní“). Dále měl adept být držitelem bakalářského titulu nebo mít takovou praxi a znalosti, aby se bakalářskému titulu vyrovnaly. Nepsaným, ale bohužel platným pravidlem také bylo, že o pozici astronauta se může ucházet pouze bílý muž – nikdo jiný totiž tehdy nebyl přijímán právě do výcviku zkušebního pilota.
Dnes je pro nás něco takového těžko pochopitelné. V 50. a 60. letech ale Amerika (navzdory svému budovanému veřejnému obrazu) skutečně měla v otázkách rovnosti obyvatel co vylepšovat. Asi netřeba zdůrazňovat, že podobné snahy jsou velmi patrné i dnes – a to jaksi přesto, že už jsme od té doby nesmírně pokročili.
Poté se požadavky na astronauty v různé míře proměňovaly. A tak v roce 1964 se NASA poprvé rozhodla zařadit do výběru i absolventy jiných vysokoškolských oborů než jen leteckého inženýrství. Jak se totiž naplno rozběhl závod o Měsíc, začalo být jasné, že bez příslušně vzdělaných odborníků lunární povrch neprozkoumáme. Kromě toho ale podpora vědecké komunity byla pro NASA zásadní v době, kdy Kongres kritizoval množství peněz, které dostávala.
Jestliže se i Vy dnes chcete stát americkými astronauty, musíte:
být občany USA
mít vysokoškolské vzdělání v oboru přírodních věd, výpočetní techniky, inženýrství nebo matematiky
ve svém oboru mít minimálně dva roky odborné praxe, případně odlétáno alespoň 1 000 hodin na proudových letadlech v roli pilota
být v dostatečně dobré fyzické kondici na to, abyste přestáli dlouhodobý pobyt ve vesmíru
Pokud si tedy oprášíte znalosti z hodin informatiky a seženete vlastní tryskáč, potřebujete už jen americký pas a cesta do vesmíru je volná!
Výcvik pro měsíční mise
Tým astronautů pro program Artemis má v současné době 18 členů. Pokud aspirujete na devatenáctého, kontaktuje Vás zaměstnanec NASA a informuje Vás, že jste byli vybráni pro výcvik. Je Vám přidělen titul „Astronaut Candidate“ a máte za úkol se dostavit do Johnsonova vesmírného střediska v texaském Houstonu. Před Vámi je dva roky trvající studijně-výcvikový program.
Začátkem všeho je jakýsi přijímač. Budete navštěvovat přednášky z meteorologie, systémů lodi, inženýrství, geologie, ruštiny (co kdybyste někdy letěli na ISS?), z kosmických věd, astronomie atd. Kromě teorie však absolvujete i trénink přežití na vodní hladině (musíte uplavat 3 délky v bazénu s nazutými teniskami a v letecké kombinéze), naučíte se poradit si v liduprázdné divočině nebo opustit potápějící se kabinu. Až se ocitnete v kosmické lodi nabírající vodu dírou v trupu, plavte tam, kam vidíte směřovat vzduchové bubliny! Kromě toho podstoupíte pobyty v tlakových komorách se zvýšeným nebo naopak sníženým tlakem. Nebudete v nich přitom jen klidně sedět – naopak Vás tu čekají simulované poruchy a nouzové situace, které musíte vyřešit i s bolavou hlavou, zhoršeným viděním, mravenčením v prstech nebo s křečemi.
Nádavkem ke všem těmto disciplínám se musíte bezchybně naučit létat na proudových letounech (pokud s nimi doposud nemáte zkušenosti) a čeká Vás i slavná „Vomit Comet“. V průběhu historie se tímto titulem pyšnily různé typy letadel, které ale mají stále tentýž účel – na krátkou chvíli navozují beztížný stav během přeletů nahoru a dolů několikrát dokola. Ne nadarmo se dá termín přeložit jako „Blicí kometa“.
Těšíte se? Boeing 727-200, současná „Blicí kometa“
V neposlední řadě se věnujete potápění. Musíte totiž získat průkaz potápěče, abyste mohli postoupit k nácviku úkonů při výstupech do volného vesmíru ve vodní nádrži NBL. Kdysi se astronauti připravovali na práci mimo loď na palubě letadla, tato metoda však nebyla účinná a astronauti se vinou špatně koncipované přípravy několikrát dostali ve vesmíru do ohrožení života. Proto Eugene Cernan, který měl české a slovenské předky a byl posledním člověkem na Měsíci, doporučil pronajmout pro výcvik plavecký bazén. Tento postup se osvědčil a používá se dodnes.
Přijímač jste přestáli a před Vámi je specializace na konkrétní funkci v budoucí posádce, pro kterou budete (možná) vybráni. Jste-li zařazeni mezi piloty, zaměříte se na ovládání kosmických lodí a velení. Pokud se stanete letovými specialisty, v popisu práce budete mít výstupy do volného vesmíru nebo ovládání robotických ramen a vědecké experimenty.
Teď už se dostanete k práci na simulátorech. NASA pochopitelně vlastní různé, zaměřené na úkony během jednotlivých fází letu. V dobách raketoplánů byl jeden z nich dokonce zaměřen na co nejvěrnější napodobení hluku a vibrací během startu a přistání. Před prvním letem v nich strávíte asi 300 hodin.
Budete-li nakonec vybráni pro let na některém Orionu, Vaši kolegové zodpovědní za simulace Vám na nich budou připravovat scénáře blížící se přesně konkrétnímu průběhu Vaší mise včetně všemožných poruch a selhání. Například na dno bazénu NBL pro Vás připraví písek a kameny a na sebe dostanete zátěžovou vestu, která bude simulovat šestinovou gravitaci na povrchu Měsíce. Nakonec byste tak měli mít každý okamžik svého letu mnohokrát nacvičený a nemělo by Vás při něm nic překvapit. Zbývá jen připravit se na dechberoucí výhledy a úžasné prožitky, které Vás zanedlouho čekají.
