Když se Voyager 2 konečně odpoutal od Neptunu a zamířil pryč ze Sluneční soustavy, vrhli se vědci na data zaslaná sondami zpět na Zemi a NASA lety do hlubokého vesmíru pozastavila - planety nebyly ve vhodné konstelaci, probíhaly finanční škrty, rozbíhal se projekt raketoplánu a vůbec, doba nebyla nejrůžovější. Jenže vědci jsou tvorové nenasitní, a vnější planety je neustále přitahovaly jak světlo můry, protože se o nich z přímých měření a pozorování téměř nic nevědělo. NASA proto schválila projekt Galileo, v jehož rámci byla postavena meziplanetární orbitální sonda určená pro dlouhodobé komplexní pozorování jedné planety.

Galileo - velký návrat k Jupiteru; Cassini-Huygens - v říši Pána prstenů; New Horizons - světlonoš na okraji Slunečního království

Galileo - velký návrat k Jupiteru
Tou planetou měl být Jupiter, doslova soustava v soustavě - se svým unikátním systémem měsíců, prstenců a nadmíru zajímavými jevy v atmosféře... Kdo by odolal? A NASA se do práce pustila řádně - Galileo, byť nebyl do té doby největší sondou, stejně nebyl žádný drobeček: vážil i s atmosférickou sondou přes 2,5 tuny a měřil na výšku sedm metrů, dva radioizotopové termoelektrické generátory dodávaly v době příletu k Jupiteru energii 493 wattů a sondu pomáhalo udržovat na orbitě 12 manévrovacích motorů (tah 10N/kus) spolu s hlavním motorem o tahu 400 N. Program, s jehož pomocí operátoři řídili funkce sondy, byl napsán jazykem HAL/S (stejný využívají raketoplány) a měl 650,000 řádků pro orbitální manévry, 1,615,000 řádků pro interpretaci telemetrických dat a příkazů a 550,000 řádků pro navigaci. Veškeré rozkazy sondě byly směřovány přes mikroprocesor RCA 1802 Cosmac s taktovací frekvencí 1,6 MHz (byl velmi podobný procesoru, který se v té době montoval do stolních počítačů Apple II). Kromě toho nesla sonda na palubě celou řadu vědeckých přístrojů: předně šlo o Solid State Imager, ve zkratce SSI a přeloženo do lidštiny fotokameru. Měla rozlišení 800x800 pixelů, vážila skoro 30kg a "baštila" průměrně 15 Wattů. Obrázky se však do své finální podoby kombinovaly až na Zemi. Dále výčet přístrojů zahrnuje dva spektrometry (jeden pro infračervené a druhý pro ultrafialové spektrum), radiometr (pro měření teplot povrchů a atmosfér), detektory prachových a energetických částic, detektor těžkých iontů, magnetometr a dva analyzátory energeticky nabitých částic. Na palubě přistávacího modulu pak byl za tepelným štítem ukryt další půltucet přístrojů: měřidlo rychlosti sondy a tlaku a teploty okolí, spektrometr a interferometr pro studování složení atmosféry, nefelometr pro detekci mraků, detektor blesků a radiometr.

Mise Galilea rozhodně nebyla procházkou růžovým sadem. Už na rýsovacích prknech museli návrháři bojovat s veřejností. Ochráncům životního prostředí se totiž nelíbilo, že zdrojem energie pro sondu má být dvojice radioizotopových termoelektrických generátorů (ve zkratce RTG). Každý z nich nesl 7,8kg izotopu plutonia rozdělených do osmnácti separovaných modulů krytých ochrannou vrstvou z keramického materiálu. Ochránci životního prostředí měli obavy, aby při případné havárii po startu nedošlo k rozptýlení plutonia v atmosféře Země a tím zamoření některých území planety radioaktivitou. Olej do ohně obav také přidala havárie raketoplánu Challenger v lednu 1986. Co když raketoplán Atlantis, který měl sondu vynést na oběžnou dráhu, vybuchne jako jeho sesterská loď? Galileotaké měl cestou k Jupiteru využít gravitačního pole Země, a to dokonce hned dvakrát - co když dojde k chybě ve výpočtech a sonda Zemi zasáhne? Bylo probíráno mnoho možností, nejčastěji bylo prosazováno posílení ochrany radioaktivního materiálu dalším ochranným obalem. Jenže toto opatření by zvedlo hmotnost sondy a jen zhoršilo výsledný efekt po dopadu na povrch Země. Nehledě na fakt, že obě sondy Voyager měly na palubě o 80% víc izotopu plutonia, a nevzdechl po nich ani pes... Nic naplat, doba se změnila, aktivisté podali k soudu žádost o zrušení startu, která však byla zamítnuta. Havárie Challengeru se však podepsala na bezpečnostních opatřeních - sondu měla na meziplanetární trajektorii původně vynést raketa Centaur, z bezpečnostích důvodů však byl použit menší raketový booster. Start 18. října 1989, vypuštění sondy na orbitě a její navedení na meziplanetární dráhu proběhlu bez problémů, stejně jako tři manévry gravitačního praku - první proběhl u Venuše 10. února 1990, další dva se už odehrály u Země, konkrétně 8. prosince 1990 a druhý nad přesně o dva roky později. Po prvním průletu kolem Země došlo k vážnému problému: hlavní anténa sondy se nevyklopila úplně! Důvody k této havárii se už pravděpodobně nikdy nedozvíme. Operátoři zkoušeli mnoho způsobů, jak anténu plně rozvinout, včetně nejtvrdších manévrů, kdy sondu roztočili na 10,5 otáčky za minutu a zkoušeli opakovaně zapnout a vypnout motory ovládající vysouvání - anténu takto "nakopli" 13000x! Bohužel neúspěšně - nejpravděpodobnějším důvodem je odpaření lubrikantu či jiné mechanické poškození v období, kdy byl Galileo uložen ve skladu po havárii Challengeru. Na scénu tak vstoupila záložní všesměrová anténa, která ale měla slabší signál a tím pádem nižší přenosovou rychlost - hlavní anténa byla schopná přenášet až 134 kB/s, záložní zvládala pouze 8-16 bitů. Díky zesílení přijímačů, propojení několika sledovacích satelitů a speciálních technik komprese se podařilo zvednout objem odvysílaných dat až na 160 bitů/s. I přesto však tato havárie negativně ovlivnila odeslaná data, zejména fotografie: sonda dohromady odeslala zhruba 30GB dat a jenom 14000 fotografií.

Nicméně toto první klopýtnutí vyvážil první vědecký úspěch, když Galileo vstoupil poprvé do pásu asteroidů a 29. října 1991 proletěl 1600 kilometrů od planetky 951 Gaspra. Šlo o historicky první analýzu a fotografování objektu nacházejícího se v asteroidovém pásu. Sonda nasbírala informace o složení teplotě povrchu planetky a odeslala celkem dva panoramatické snímky a několik dalších fotografií povrchu. Odhalila nám tak nepravidelné těleso o rozměrech asi 19x12x11 kilometrů, jehož povrch připomíná měsíční. Další význačný experiment, který sonda provedla, pak byl mnohem "živější" - dnes již zesnulý astronom Carl Sagan navrhnul sérii experimentů, jejichž cílem bylo zjistit, zda lze najít na Zemi život i z hlubokého vesmíru. Galileo tyto experimenty provedl po prvním přiblížení k Zemi v roce 1990 a výsledkem je sada pravidel nazvaných "Saganova kritéria života", které se od té doby používají pro zjišťování výskytu života na jiných nebeských tělesech. Konkrétně jde o tato kritéria:

1) Silné pohlcování světla v červeném spektru, hlavně nad kontinenty (je pohlcováno chlorofylem ve fotosintetyckých rostlinách)
2) Pohlcování kyslíku (taktéž důsledek fotosyntézy)
3) Alespoň 1 mikromol/mol methanu v atmosféře (plyn, který může být obnovován pouze biologickou nebo vulkanickou aktivitou)
4) Modulované rádiové vlny, jež nepochází z přírodních zdrojů

V prosinci 1992 pak přišla řada na další úspěšný a průlomový experiment, který se však zatím přílišné publikace nedočkal. Měl zkratku GOPEX, neboli Galileo Optical Experiment. Jeho účelem bylo zjistit, zdali je možné komunikovat se sondou v hlubokém vesmíru za využití silných laserů zaměřených přímo do čočky kamery Galilea Byly použity celkem dva lasery. První byl umístěn na Table Mountain Observatory v Kalifornii, jeho vlnová délka byla 532 nm, energie pulsu se pohybovala v řádech desítek megawattů a laser byl připojen k šedesáticentimetrovému teleskopu. Druhý laser se nacházel v Starfire Optical Range v Novém Mexiku a jeho specifikace byly podobné jako u kalifornského laseru, jen byl připojen ke stopadesáticentimetrovému teleskopu. Galileo použil dlouhou expozici (0,1-0,8s) spolu s 560 nm filtrem a výsledkem byla série snímků, na nichž jsou záblesky laserů jasně viditelné i na vzdálenost přes 6 milionů kilometrů. Celkem se podařilo identifikovat 48 (těsně!) ze 159 laserových záblesků - důvodem byly jednak povětrnostní podmínky, dále omezení laserových vysílání americkými bezpečnostními úřady, a nakonec rychlost sondy, která byla nižší než se předpokládalo a tudíž znemožnila detekci laserových záblesků na snímcích s expozicí menší než 0,4s. I přesto byl však experiment velmi úspěšný a vědci v současnosti zkoumají možnosti této komunikace pro budoucí mise k Marsu a do hlubokého vesmíru. Výhodou je samozřejmě rychlý přenos velkého množství dat.

Posledním úspěchem, který si Galileo cestou k Jupiteru připsal, byl objev prvního měsíce obíhajícího planetku v pásu asteroidů. Stalo se tak 28. srpna 1993, kdy sonda proletěla na 2400 kilometrů od planetky 243 Ida. Její souputník s průměrem pouhého 1,5 kilometru byl pokřtěn na Dactyl a analýza jeho povrchu ukázala, že nepochází z planetky Ida - pravděpodobně vznikl jiným procesem a byl zachycen gravitačním polem Idy. Po tomto úspěchu už před sondou ležel cíl její výpravy do vesmíru - plynný obr Jupiter, král mezi planetami sluneční soustavy. Zapomenout nesmíme ani na náraz komety Shoemaker-Levy 9 do Jupitera v roce 1994. Sonda totiž byla v ideální pozici pro sledování dopadu úlomků komety od samého počátku, zatímco pozemní observatoře musely čekat, až se Jupiter otočí správnou stranou k planetě. V červenci 1995 se od Galilea odpoutal téměř 340 kilogramů těžký přistávací modul, jehož cílem byla komplexní analýza struktury atmosféry Jupitera. Technické provedení sondy i samotný manévr byl velmi složitý - šlo o nejnáročnější průlet atmosférou, kterou kdy sonda byla nucena vydržet. Když 7. prosince 1995 vstoupila bez předchozího brždění do atmosféry Jupitera, zbrzdila se z původních 47 km/s na podzvukovou rychlost za necelé dvě minuty. Tepelný štít přitom přišel o 80kg z celkové váhy 152kg. Při sestupu 150 kilometry atmosféry nasbíral modul celkem 3,5MB vědeckých údajů a odmlčel se po 58 minutách sestupu. Podle posledních údajů byl okolní tlak 23 atmosfér a teplota dosahovala 153°C, takže nejpravděpodobnějším důvodem zániku modulu bylo přehřátí. Mise přistávacího modulu ale málem skončila neúspěchem - hlavní padák se totiž otevřel o minutu později z důvodu vadné elektroinstalace. Vyšetřovací tým později přiznal, že fakt že se padák vůbec otevřel lze připsat jen a pouze čiré náhodě. Mezitím na cestě k Jupiteru Galileo prodělával další krizový scénář. Po neúspěchu s vytažením hlavní antény se veškerá měření a pozorování nahrávala na čtyřpáskový digitální záznamník s kapacitou 114MB. Ten se tak stal pro vědecký úspěch mise naprosto nepostradatelný. V říjnu 1995 se však zasekl na přetáčení a příkaz k zastavení k sondě dorazil až za dlouhých 15 hodin. Na funkčnost záznamníko to vliv nemělo - ovšem část pásky na konci kotouče byla nevratně poškozena. Technici poté zakázali provádění zápisu na poškozenou část a ještě pojistili pásku před roztržením tím, že stanovili ochranou zónu bez zápisu. Protože však k této závadě došlo těsně před navedením sondy na oběžnou dráhu, operátoři spolu s vědci rozhodli vzdát se všech měření při průletu kolem měsíců Io a Europa, aby tak zajistili stoprocentní přenos všech dat, které vysílal sestupový modul.

Galileo strávil u Jupitera osm dlouhých a plodných let. 7. prosince 1995 se usadil na své dráze a do svého zániku v roce 2003 dokončil celkem 35 obletů planety. Na této cestě nasbíral obrovské množství vědeckých dat, jež jsou analyzována dodnes - a několik let ještě analyzována budou. Abychom vyjmenovali ty největší přínosy k našim znalostem o Jupiteru: Galileo jako první pozoroval a vyfotil oblaka amoniaku v atmosféře jiné planety, potvrdil silnou vulkanickou aktivitu na měsíci Io (100x větší než na Zemi) a zjistil, že složité interakce plasmy s atmosférou měsíce Io vytváří ohromné elektrické náboje, které se vybíjí mezi Iem a atmosférou Jupitera. Poskytla důkazy o tom, že pod viditelným povrchem měsíců Ganymedes, Callisto a hlavně Europa se skrývá rozsáhlý oceán tekutiny, pravděpodobně vody. Podle jejich měření také byla pořádně zmapována magnetosféra Jupitera a kromě toho odhalena magnetosféra měsíce Ganymede (první měsíc, který má vlastní magnetosféru). V průběhu osmi let se sondě nevyhnuly další problémy. Mezi nejvážnější patřily pokračující problémy se záznamovým zařízením - v roce 2002 po dokončení průletu kolem měsíce Amalthea (cca 10 minut po průletu bodem nejbližšího přiblížení) sonda přestala sbírat data, vypnula všechny systémy a nastavila se do "safe modu", pravděpodobně z důvodu poškození vysokými úrovněmi radiace v okolí Jupitera. I když většina dat z měření Amalthey byla v pořádku nahrána, záznamník vytrvale odmítal příkazy k jejich přehrání. Dlouhým studiem v laboratoři se zjistilo, že k chybě pravděpodobně došlo díky snížení světelného výkonu tří infračervených LED diod, které poháněly motor nahrávacího zařízení, protože LEDky byly velmi citlivé na radiaci, jež způsobovala poruchy ve struktuře LEDky a tím snižovala její světelný výkon. Operátoři pak sérií příkazů pravidelně pouštěli do LEDek elektrický proud, čímž je zahřívali do bodu, v němž se některé z poruch částečně odstranily. Po zhruba jednom stu hodin těchto "zdravotních kůr" mohlo záznamové zařízení přehrávat asi hodinu denně. Vysoké dávky radiace v okolí Jupitera se na Galileu vůbec podepsaly - kromě problému se záznamníkem způsobila radiace na dvacet dalších závad, kdy třeba kamera sondy produkovala pouze bíle snímky, protože sondu zasáhl masivní koronární výboj. Stejný problém nastal po každém blízkém přiblížení k Jupiteru. Nejvážnějším problémem z celkové dvacítky byl samovolný restart palubního počítače, kdykoliv byla sonda blízko Jupitera. Na všechny se ale podařil najít recept, což umožnilo Galileu překonat životnost udávanou výrobcem bezmála třikrát. Jenže radiace si vybrala svou daň, a 17. ledna 2002 operátoři nadobro vypnuli kameru na palubě sondy - dávky radiace ji nenávratně poškodily. Galileo i přesto pokračoval ve vysílání vědeckých dat, dokud 21. září 2003 konečně zamířil naposledy k planetě Jupiteru, aby se rychlostí bezmála 50 km/s zabořil do jeho atmosféry a zakončil tak svou životní pouť. Tento způsob konce byl zvolen zejména proto, že vědci nechtěli riskovat zamoření měsíců Jupitera případnými bakteriemi ze Země, o to méně že díky Galileu nyní věděli, že pod povrchem Europy se skrývá vodní oceán. Další sondou plánovanou pro Jupiter je sonda Juno, která by snad měla opustit Zemi v roce 2011. K Jupiteru také měla zamířit sonda JIMO, neboli Jupiter Icy Moons Orbiter, která ale díky finančním škrtům v rozpočtu NASA přišla o podstatnou část státních dotací a nakonec byla zrušena. Měla startovat v roce 2017.
Zpět na začátek

Cassini-Huygens - v říši Pána prstenů
Přirozeným krokem ve výzkumu planet bylo pro vědce vyslání podobné sondy jako Galileo k Saturnu, planetě která vědce lákala od nepaměti svou soustavou prstenců, a kteroužto touhu návštěva sond Voyager neukojila ani zdaleka - spíš naopak. Nápad na takovou cestu se poprvé zrodil v roce 1982 v hlavách dvou vědců z Evropské kosmické agentury (ESA), a protože od začátku osmdesátých let se NASA snažila navázat bližší spolupráci s Evropou, o rok později stejný nápad začal prosazovat její Výbor pro výzkum Sluneční soustavy. Výsledkem pak byla společná studie možností a přínosů takové mise. NASA se do spolupráce s ESA hrnula hlavně proto, že tehdejší SSSR se státy Východního bloku na vesmírném výzkumu již spolupracoval - a NASA si chtěla na Starém kontinentu také přihřát své želízko v ohni. ESA se zase do spolupráce nehrnula, protože měla pocit že NASA Evropu nebere jako rovného partnera ve výzkumu vesmíru. Smírčí ruku natáhla jako první NASA - přislíbila padesátiprocentní podíl na všech výnosech vzešlých z této mise, jak technologických tak vědeckých. Finanční injekce ESA zase projekt zachránili ve chvíli, kdy Kongres opět snížil financování NASA. Politici se do plánování projektu vložili i v letech 1992 a 1994, kdy jej chtěli zrušit, ovšem NASA veškeré odpůrce udolala argumentem, že není dobré rušit projekt do kterého ESA vložila nemalé finanční prostředky - vztek ze zrušeného vesmírného programu by mohl vyvzlínat i do jiných úrovní mezinárodních vztahů.
Politici se tedy uklidnili a jejich žezlo převzali opět aktivisté za ochranu životního prostředí. Těm se nelíbil opět zdroj energie sondy, kterým byl opět RTG generátor, tentokrát s nákladem 32,8kg isotopu plutonia. Podle odhadů expertů, kterými se enviromentalisté zaštiťovali, by při havárii nosné rakety mohlo na následky ozáření zemřít až 200,000 lidí, kdyby trosky dopadly na hustě obydlenou oblast. Odhady NASA, že v nejhorším možném případě by do 50 let zahynulo na následky ozáření nejvýše 120 lidí, považovali za výsměch a divoké dohady. Trajektorie startujících raket ale v blízkosti hustě osídlených oblastí nevede, a stejně tak konstrukce RTG by se s nejvyšší pravděpodobností nerozpadla ani v případě katastrofického konce. Aktivisté pokračovali v protestech i po startu sondy, zejména pak proti provedení manévru gravitačního praku u Země, kdy opět vyhrožovali havárií sondy a zamořením atmosféry Země plutoniem. Některé skupiny pokračovaly v protestech i po úspěšném provedení tohoto manévru.

Navzdory politickým problémům tak mohl projekt úspěšně pokračovat a na konci teoretických návrhů a konstrukčních plánů stála sonda Cassini (navrhla i postavila NASA) a přistávací modul určený pro měsíc Titan, Huygens (navrhla ESA, postavila NASA). Orbitální sonda Cassini se stala první sondou nové řady průzkumníků hlubokého vesmíru, jejichž design vycházel z poznatků získaných při misích Voyager a Galileo, a s výjimkou ruských Phobosů (viz. články o výzkumu Marsu zde a zde) jde o největší sondu vypuštěnou do vesmíru. Stejně tak je zatím nejsložitějším automatem, který lidstvo do vesmíru poslalo. Na počátku své cesty vážila téměř 6 tun, přičemž 350kg připadlo na přistávací modul Huygens, 2150kg na sondu samotnou a na motorovou sekci s palivovou nádrží 3132kg. Orbitální část měřila 6,8 metru na výšku a 4 metry na šířku. V jejích útrobách nalezneme kolem 1650 elektrosoučástek, 22 000 konektorů a 14 kilometrů kabeláže. Na palubě byla umístěna celá řada vědeckých přístrojů: samozřejmostí jsou dvě kamery, jedna pro získávání širokoúhlých snímků, a druhá pro získávání snímků menších oblastí s větším rozlišením. Souhrnně jsou tyto dvě kamery nazývány Imaging Science Subsystem (ISS). Dále byly na palubu umístěny čtyři spektrometry (jeden pro elektrického náboje částic, další pro měření hladiny infračerveného záření, třetí pro analýzu nabitých a neutrálních částic a poslední pro zjišťování složení povrchu měsíců s využitím IR a viditelného spektra), analyzátor kosmického prachu, ultrafialový spektrograf pro studium struktury a složení oblaků a prstenců Saturnu, dva magnetometry pro komplexní studium magnetického pole planety, radar pro studium a mapování povrchu Titanu, a dva rádiové systémy pro studium ionosféry planety, detekci blesků a určování teplot a tlaků atmosféry. Sonda Huygens měla i s tepelným štítem průměr 2,7 metru (bez něj 1,3 metru) a na své palubě měla kromě baterií, jež ji měly napájet po dobu sestupu a po přistání i na povrchu planety dohromady asi na tři hodiny. Protože se nevědělo, jestli sonda přistane na pevném nebo kapalném povrchu, byla upravena tak aby přežila jak první, tak druhou možnost přistání. Kdyby přistála do oceánu, stala by se prvním objektem vyrobenými lidmi, které se dotklo mimozemského moře. Ale nepředbíhejme. Huygens na palubě neměl samozřejmě tolik přístrojů jako Cassini: jeho vědecká výbava sestávala ze soustavy senzorů pro měřené fyzikálních a elektrických vlastností atmosféry Titanu, dopplerův detektor pro měření rychlosti větru, tři malé kamery pro obrazovou dokumentaci sestupu, spektrální radiometr pro analýzu rovnováhy radiace v atmosféře, analyzátor chemických sloučenin v atmosféře, kolektor aerosolu a troubu pro provádění pyrolýzy a sadu senzorů pro analýzu povrchu Titanu v místě přistání.

Celé soulodí se vydalo na svoji cestu ke hvězdám 15.října 1997 a po krátkém pobytu na orbitě kolem Země zamířila sonda k Venuši ke svému prvnímu gravitačnímu skoku. Kolem Venuše se obtočila celkem dvakrát, poprvé 26. dubna 1998 a podruhé 24. června 1999, 18. srpna 1999 se pak naposledy podívala k Zemi a zamířila k Jupiteru, kde ji čekal poslední skok na její cestě k cíli. Jupiter Cassini nemohla minout bez pořízení snímků a provedení několika experimentů. Výsledkem několikaměsíčního průletu (nejvíce se sonda přiblížila Jupiteru 30. prosince 2000 bylo na 26 000 snímků včetně nejdetailnějšího panoramatu planety a podrobná analýza cirkulace Jupiterovy atmosféry. Kromě toho také sonda zaměřila své přístroje na Jupiterovy prstence a potvrdila, že pravděpodobně vznikly z materiálu vyhozeného do volného prostoru nárazy meteoritů do měsíců Metis a Adrastea. V průběhu letu mezi Jupiterem a Saturnem došlo také k první závadě - na sérii snímků hvězdy Maia a Plejád, pořízených kamerou s vysokým rozlišením, si operátoři všimli zamlžení - na čočce kamery musí být nějaká usazenina. Za rok vypracovali sérií simulací postup, kterým se problém povedlo odstranit: na osm dní zahřáli kameru na 4°C, čímž si ověřili že obraz se skuteční lepší. Po tomto potvrzení zahřáli kameru na 60 dní, čímž zlepšili obraz o téměř 90%, až nakonec 9. července 2002 byl obraz čistý úplně (se zahříváním začali v lednu 2002). Mimo to ale provedla sonda experiment, kterým ověřila Einsteinovu teorii obecné relativity - vysílala k Zemi radiové signály těsně kolem slunce. Podle obecné relativity objekty s velkou hmotností zakřivují čas a prostor, takže rádiové vlny které cestují po trajektorii blízko takových objektů urazí vlivem zakřivení delší dráhu, což se projeví v opoždění jejich přijetí. To se samozřejmě dá vypočítat, a naměřené hodnoty se od vypočítaných lišily pouze o jednu dvacetimiliontinu. 1. července 2004 pak Cassini konečně dorazila ke svému cíli, když proletěla prstenci Saturna a vstoupila na jeho oběžnou dráhu jako první umělé těleso v historii výzkumu této planety. Manévr průletu prstenci byl velmi riskantní - sonda se musela odvrátit od planety Země, aby její širokopásmová anténa chránila citlivé vybavení sondy před nárazy částic z prstence. Po průletu se pak otočila zpět k Zemi, zažehla brzdící motory, a usadila se na oběžné dráze.

A čekala ji perná práce, která do dnešního dne stále pokračuje (v dubnu 2008 bylo rozhodnuto rozšířit misi Cassini až do roku 2010, a další prodloužení se plánuje - NASA zatím uvažuje o ukončení mise v roce 2012). Práce zahrnovala komplexní analýzu a průzkum saturnovského systému měsíců a planety samotné, se zvláštním zaměřením na měsíc Titan, který vědce fascinoval už od jeho průzkumu sondou Voyager 1 - měsíc byl totiž zahalen neproniknutelnými mraky. Měsíce Saturna jsou vůbec stejně zajímavé jako Saturn sám - hned v prvním roce Cassini objevila čtyři nové měsíce, postupně pojmenované Methone, Pallene, Polydeuces a Daphnis. Hned 11. června 2004, ještě před usazením na orbitě, čekal Cassini první průlet kolem měsíce Phoebe. První a zároveň poslední, protože další kurzy sondy kolem tohoto měsíce už nevedly. Série snímků pořízená v průběhu průletu poukázala na fakt, že pod prašným povrchem se skrývá silná vrstva vodního ledu, protože některé oblasti měsíce byly velmi tmavé, a další zase naopak velmi jasné. Šťastnou náhodou se měsíc nacházel v poloze velmi vhodné pro fotografování - sondě se tak podařilo zmapovat téměř celý jeho povrch! Následovaly první měření planety Saturn, které poskytly zajímavé výsledky, hlavně co se týče rotace planety. Měření se totiž lišilo od výsledků získaných ze Voyager - bylo o šest minut delší! Doba rotace planety se však nedala měřit podle pohybu pevných bodů na povrchu planety, protože Saturn žádné takové body nemá. Rotace se tak měřila opakováním rádiových emisí. Vědci proto předpokládají, že rotace planety se nezměnila - zdroje rádiových signálů jen klesly do hloubějších vrstev atmosféry, kde se jejich pohyb zpomalil. Při dalších průletech kolem planety analyzoval strukturu prstenců a atmosféry způsobem, kdy skrz prstence či atmosféru vyslal radiové vlny, které potom zachytávaly přijímače na Zemi a tyto výsledky byly dále zpracovávány. Tyto experimenty probíhaly od května do září 2005. V listopadu 2006 pak odhalil bouři nad jižním pólem planety s charakteristickým "okem hurikánu", tedy jevem pozorovaným do té doby pouze na Zemi. Na rozdíl od pozemských větrných smrští tato stojí na místě a je také nepoměrně větší - má průměr skoro 8000 kilometrů, je vysoká 70 kilometrů a vichry v ní vanou rychlostmi kolem 560 km/h.

Měsíce Saturna poskytovaly také celou řadu zajímavých poznatků, protože co měsíc, to nový a odlišný svět. Nejsledovanější se samozřejmě stal měsíc Titan díky přistání sondy Huygens, kterému se budeme věnovat v následujícím odstavci. Samotná sonda Cassini vykonala za dobu trvání mise celou řadu průletů (celkem 44, a dalších cca dvacet je plánováno v prodloužené misi). Za tu dobu sestavili vědci z radarových snímků velmi podrobnou mapu povrchu měsíce zakrytou hustými mraky. Potvrdila pozorování sond Voyager, na jejichž základě se vědci domnívali, že na povrchu se nachází rozlehlé tekuté plochy vyplněné tekutým methanem. Také našla známky kryovulkanické aktivity (narozdíl od lávy chrlí vodu a amoniak - to dokazuje, že v útrobách měsíce existují teploty potřebné pro existenci tekuté vody). Kromě toho nalezla na povrchu planety také celou řadu kráterů po dopadech vesmírných těles, což poukazuje na poměrně mladý věk tohoto měsíce. Proč zaměřují vědci svoji pozornost tolik na tento měsíc? Z prostého důvodu - stavba a složení atmosféry se dost podobá počátkům naší vlastní planety. Tak jak teď vypadá Titan, mohla vypadat Země dávno předtím, než se na ní vyvinul život. Na Titanu však s největší pravděpodobností žádný život není, neboť jeho povrchová teplota to vylučuje, byť pod povrchem může existovat tekutá voda. Druhým velmi zajímavým satelitem byl měsíc Enceladus. Sondy Voyager zjistily, že povrch měsíce Enceladus vykazuje následky velmi divoké tektonické aktivity velmi nezvyklé u takto chladného světa. Nedokázaly už ale zjistit, zdali je měsíc stále ještě aktivní, či mrtvý. To se změnilo příletem sondy Cassini. A vědci nebyli zklamáni! V průběhu čtyř blízkých průletů, z nichž jeden zavedl sondu pouhých 50 kilometrů nad povrch měsíce, odeslala na Zemi celou řadu výborných snímků odhalujících ty nejmenší detaily povrchu Enceladu, a také detekovala vodní páry a složité uhlovodíky unikající z geologicky aktivní oblasti na jižní polokouli. Proto bylo rozhodnuto zahrnout do rozšířené mise další průlety velmi blízko měsíce za účelem studia tohoto velmi zajímavého jevu.

Zlatý hřeb mise Huygens se odehrál už v roce 2005 těsně po příletu k Saturnu, my jsme si jej však nechali na závěr. V průběhu letu k Saturnu byla vypnutá připoutána k sondě Cassini, od které se oddělila 25. prosince 2004 a po krátkem ověření funkčnosti systémů zamířila k Titanu. Na palubě zůstal zapnutý jen spínač, který měl sondu probrat k životu 15 minut před vstupem do atmosféry. 14. ledna 2005 pak sonda zahájila svůj dvouapůlhodinový sestup atmosférou, který zakončila měkkým přistáním na povrchu měsíce. Po celou dobu vysílala data směrem k sondě Cassini, která data přijímala po 153 minut. Pak se od Huygense odvrátila a předala získaná data na Zemi. Současně signálům z přistávacího modulu naslouchali také operátoři na Zemi - po získání dat ze sondy Cassini a jejich porovnáním s naměřeným signálem využitím interferometrie zjistili místo přistání Huygense s přesností na jeden kilometr. Ze vzdálenosti 1,2 miliardy kilometrů úctyhodná přesnost. Sonda dosedla podle prvotních dohadů na titanovském "pobřeží" a během sestupu kamery zachytily systémy pravděpodobných kanálů (mlha se rozptýlila zhruba ve výšce dvaceti kilometrů - od té doby kamery snímaly sestup sondy). Pozdější informace však upřesnily místo přistání - sonda nedosedla na pobřeží, nýbrž do temné plochy, které vědci na fotografiích do té doby považovali za oceány. Jenže fotografie z povrchu ukazovaly pevný povrch jílovitého charakteru s roztroušenými kameny pravděpodobně tvořenými vodním ledem, vše pak bylo pokryto slabou vrstvou metanu. Vědci tak museli přijmout fakt, že na povrchu Titanu očekávané uhlovodíkové oceány nejsou.
Zpět na začátek

New Horizons - světlonoš na okraji Slunečního království
Poslední planetou (do nedávné doby, než byl astronomy vyloučen ze seznamu planet pro nečistou hru), která dosud nebyla navštívena automaty ze Země, se tak stal Pluto. Při letu Voyagerů se nacházel v nevýhodné pozici, v dalších letech zase na misi nebyly finance - přímý let k Plutu, jakkoliv vědecky zajímavý, by byl finančně nevýhodný. V roce 2001 však přišla NASA s návrhem misí New Frontiers, jejichž první vlaštovkou se měla stát sonda New Horizons. Cílem její mise bylo proletět kolem nyní trpasličí planety Pluto a pak pokračovat dále do hlubin Kuiperova oblaku. Tato oblast Sluneční soustavy leží za oběžnými drahami planet a tvoří ji mnoho objektů menších i větších než je Pluto. Všeobecně se předpokládá, že jde o zbytky materiálu, který v počátcích Sluneční soustavy tvořil akreční disk, z něhož se utvořily planety. Výzkumem těchto objektů tak budeme nahlížet do minulosti celé Sluneční soustavy - a možná nám jejich analýza pomůže porozumnět i budoucnosti našeho domova.

New Horizons je sondou "prvenství" v několika směrech. Kromě toho, že jako první poskytne lidstvu možnost prohlédnout si Pluto a jeho měsíce Charon, Nix a Hydra, je také nejrychlejším uměle vytvořeným vesmírným plavidlem, které kdy lidstvo vypustilo. Je tomu tak proto, že k Plutu směřuje přímo - jen s drobnou gravitační asistencí Jupitera. Od planety Země se po ukončení startu vzdalovalo rychlostí 16,26 km/s (neboli 58 536 km/h). Jako první sonda bude také zkoumat právě objekty nacházející se v Kuiperově oblaku, tedy pokud se cestou nevyskytnou žádné problémy. Technici, kteří sondu postavili, ji přirovnali "ke klavíru přilepenému k satelitní anténě ze sportsbaru". Může za to tvar konstrukce - New Horizons tvoří trojúhelník široky 75 centimetrů, na jehož vrcholu je připevněna hlavní anténa o průměru 2,1 metru. Po straně pak ze sondy ční jeji zdroj energie - RTG, jeden ze záložních generátorů pro sondu Cassini. 11 kilogramů isotopu plutonia dodává sondě necelých 240 wattů energie (po startu - u Pluta už hodnota energie klesne na 200 wattů). O pohon a směrovou orientaci sondy se stará celkem šestnáct motorů: čtyři motory o tahu 4,4N pro změny trajektorie, a dvanáct o tahu 0,9N pro směrové manévry a otáčení. Měření bude sonda provádět automaticky a výsledky bude ukládat na dvojici záznamových zařízení s kapacitou 8 GB (pro každé - jedno slouží jako hlavní, druhé jako záložní). Po dokončení všech měření se sonda spojí se Zemí a data odešle, to vše rychlostí 1 kB/s. Důvodem k tomuto postupu je fakt, že veškeré vědecké přístroje jsou napevno připojeny k tělu sondy, a proto při provádění pokusů nemůže její anténa směřovat k Zemi (jako tomu bylo např. u Voyagerů, jejichž přístroje byly na otočné plošině). O chod sondy se stará dvojice palubních počítačů (opět zdvojených pro případ poruchy), využívajících procesor Mongoose-V. Jeden z počítačů ma na starosti interpretace příkazů operátorů a manipulaci z daty, druhý zase ovládání systémů sondy a navigaci. Vědecké přístroje na palubě sestávájí z fotografického zařízení LORRI (Long Range Reconnaissance Imager), soustavu jednoho teleskopu a dvou spektrometrů (infračervený a ultrafialový) pro vzdálený průzkum Pluta, spektrometr pro analýzu a měření energeticky nabitých částic a plasmy, krystalový oscilátor pro rádiové pokusy a měřič koncentrace prachu ve vesmírném prostoru. Kromě vědeckého vybavení nese na své palubě CD s více než 430 000 jmény, část lodi SpaceShip One a americkou vlajkou spolu s dalšími suvenýry. Byla také potvrzena informace, že se sondou k Plutu letí také část zpopelněných ostatků objevitele této trpasličí planety, Clydea Tombaugha. Všechny kontrukční úpravy a redukce oproti designům jiných meziplanetárních sond si vyžádaly jednak finanční škrty a druhak snaha o co nejrychlejší cestu k Plutu.

Ta začala úspěšným startem 11. ledna 2006 na špici rakety Atlas V. V průběhu letu k Marsu došlo k první kontrole přístrojů a také ke dvěma korekčním zážehům, které upravily trajektorii sondy. Následoval průlet polem asteroidů a přiblížení k Jupiteru, který sonda začala fotit a studovat od září 2006 do začátku roku 2007. Výzkumy se hlavně týkaly fotografické dokumentace a kromě planety se zaměřily zejména na vulkány na měsíci Io. Po dokončení prací u Jupitera byla sonda uvedena do "umělého spánku" - pomalé termoregulační rotace, ze které je probrána jen jednou ročně na padesát dní za účelem kontroly systémů. Ve chvílích, kdy se sonda nachází ve stavu "umělého spánku", vysílá jednou týdně na Zemi radiový signál o určité frekvenci - má naprogramovánu jednu frekvenci pro normální stav, a sedm pro chybové stavy. Jde o první sondu, která využívá tuto formu cestování a signalizace: samozřejmě z důvodů šetření nákladů. New Horizons se v září 2006 také poprvé podívala na svůj vzdálený cíl, když v rámci testování LORRI zaměřila své objektivy na Pluto a úspěšně jej vyfotila. To mimo jiné potvrdilo schopnost sondy zaměřovat se na vzdálené objekt, což je kritická schopnost pro úspěšnou navigaci ve vesmíru.

New Horizons by se měla dostat na 10 000 kilometrů k Plutu 14. července 2015. Sledování započne zhruba 6 měsíců před tímto datem, kdy Pluto bude na fotografiích jen několik pixelů široké, aby byly zjištěny případné prstence. Na fotografiích z největším rozlišením by měly být pozorovatelné objekty o velikosti 1,6 km, zatímco přístroje budou analyzovat atmosféru a okolí trpasličí planety. Před dosažením Pluta se bude pohybovat oblastí, v níž byly v nedávné době objeveny "trojské asteroidy Neptuna". Nikdo ale neví, jestli se v době průletu sondy bude některý z těchto asteroidů nacházet v příhodné blízkosti. Pokud ano, je NASA připravena provést rozsáhlá pozorování. Po průletu kolem Pluta bude následovat už jen Kuiperův oblak - a objekty, na které New Horizons zaměří svou pozornost, ještě nejsou vybrány. Trajektorie sondy totiž bude ovlivněna Plutem a hlavně z pozemských pozorování nejsme schopni určit vhodné kandidáty. Ty budou vybrány až podle fotografií zaslaných sondou, a nebudou moci být dále než 55 AU od Země, protože v této vzdálenosti už bude signál sondy slabý a hlavně jí už bude docházet energie. Nezbývá tedy než držet palce a netrpělivě vyhlížet rok 2015, kdy bude konečně zaplněno poslední prázdné místo v mapě naší sluneční soustavy.
Zpět na začátek