Česko míří do projektu ANDES pro největší dalekohled světa

Při nedávné návštěvě prezidenta Petra Pavla na Evropské jižní observatoři (ESO) Paranal v chilské poušti Atacama oznámila česká delegace záměr zapojit Českou republiku do vývoje spektrografu ANDES pro Evropský extrémně velký dalekohled (ELT). Pro českou vědu jde o významný milník: české instituce se poprvé budou přímo podílet na vývoji přístroje pro dalekohled ESO, v tomto případě dokonce pro ten vůbec největší na světě.

V téže souvislosti zazněla i slova prezidenta Petra Pavla: „My jsme za těch 20 let měli možnost účastnit se využívání všech zařízení, která tu jsou, ale neměli jsme možnost se přímo účastnit jejich dalšího vývoje, ale taky třeba zaměření, jakým směrem by měly být používány. Tím, že se stáváme součástí tohoto konsorcia, budeme mít i tuto možnost.“

Partnerství Akademie věd a Masarykovy univerzity dává iniciativě silné zázemí

Astronomický ústav Akademie věd České republiky (ASU) a Přírodovědecká fakulta Masarykovy univerzity (PřF MU) ve své společné tiskové zprávě uvedly, že vstupují do projektu ANDES jako hlavní partneři na české straně. Na observatoři ESO Paranal představili ředitel ASU Michal Bursa a děkan PřF MU Luděk Bláha dokument vyjadřující společný zájem české strany a konsorcia ANDES navázat spolupráci a usilovat o zapojení České republiky do vývoje přístroje. Dokument dále podepsali ministr školství Robert Plaga a zástupci mezinárodního konsorcia ANDES.

Důležitou roli v tomto úsilí hrají také vědci, kteří do českého prostředí přinášejí zkušenosti z ESO a dalších předních mezinárodních institucí. Vedoucím české části projektu za Astronomický ústav AV ČR je Petr Kabáth, na straně Masarykovy univerzity se na jeho rozvoji podílí Tereza Jeřábková z Ústavu teoretické fyziky a astrofyziky PřF MU. Právě spojení mezinárodní zkušenosti a podpory prostřednictvím excelentních či návratových grantů dnes vytváří podmínky pro to, aby se Česká republika mohla zapojit i do technologicky náročných projektů tohoto typu.

„Z pohledu Astronomického ústavu jde o dlouhodobý strategický krok, který může posílit schopnost České republiky podílet se na vývoji náročné astronomické instrumentace, rozšiřovat domácí expertizu a vytvářet nové vazby mezi výzkumnými institucemi a průmyslem. Vznikající české konsorcium CZ-ANDES spojuje špičkové výzkumné pracoviště s mezinárodní prestiží a silnou akademickou instituci s personálními kapacitami v teorii, simulacích a výchově mladých vědců,“ říká ředitel ASU Michal Bursa. Právě tato kombinace zázemí, zkušeností a odbornosti dává českému zapojení pevný základ. Jak uvedl děkan Přírodovědecké fakulty MU Luděk Bláha: „Možnost představit tuto iniciativu přímo v prostředí observatoří ESO v Chile vnímám jako velmi cennou. Projekt ANDES je významným krokem ke strategické spolupráci Akademie věd ČR a Přírodovědecké fakulty Masarykovy univerzity na velkém mezinárodním astronomickém projektu.“

Česká astronomie rozhodně není v mezinárodním prostředí nováčkem. České týmy dlouhodobě využívají infrastrukturu ESO, realizují pozorování, zpracovávají jejich výsledky a zapojují do mezinárodního prostředí vědecké, technické i studentské kapacity. Významnou roli v tom hrají různé instituce a pracoviště: Astronomický ústav AV ČR provozuje dva dalekohledy na chilské observatoři La Silla a v Ondřejově sídlí regionální uzel observatoře ALMA zaměřený na sluneční fyziku. Dosud však chyběla přímá účast na vývoji instrumentů, tedy na té části infrastruktury, která spoluurčuje nejen technické možnosti budoucích měření, ale i okruh vědeckých otázek, jež bude možné otevírat. Právě zapojení do vývoje přístrojů může české účasti v ESO otevřít další rozměr — posílit domácí expertizu, širší personální zapojení i dlouhodobou schopnost ovlivňovat směřování budoucích projektů.

Do budoucna se do konsorcia CZ-ANDES mohou připojit i další partneři z českých institucí a firem. Právě v tom je jedna ze silných stránek celé iniciativy: nejde o uzavřený projekt dvou institucí, ale o zárodek širší platformy.

Co je ANDES a proč je důležitý

ANDES je plánovaný jako ultrapřesný spektrograf s vysokým rozlišením pro ELT (Extremely Large Telescope) – budoucí největší optický a infračervený dalekohled světa. Jeho úkolem je rozložit světlo pozorovaných  objektů na velmi jemné spektrum. Právě ze spektra lze vyčíst chemické složení, pohyb plynu i fyzikální podmínky v atmosférách hvězd a planet nebo v mezihvězdném prostředí. Ambice tohoto přístroje jsou vskutku mimořádné: spektrální rozlišení 100 000 (stotisícina dané vlnové délky) a rozsah vlnových délek 2400 až 350 nm, tedy od blízké infračervené oblasti spektra až po téměř ultrafialovou (viditelné světlo má rozsah 780 až 380 nm). 

Co však dělá ANDES zcela výjimečným, je jeho dlouhodobá stabilita a přesnost měření. Pro ilustraci: požadovaná přesnost je tak extrémní, že ji lze přirovnat k zaznamenání změny menší než tloušťka lidského vlasu na vzdálenost mezi Prahou a Brnem (relativní přesnost <10-10). Nestačí ale měřit přesně jen v daném okamžiku – přístroj musí udržet srovnatelnou přesnost i po mnoha letech provozu, protože některé sledované jevy se projeví jen jako velmi nepatrné změny ve spektru světla v dlouhém časovém horizontu.

Samotný dalekohled ELT, který ESO buduje na Cerro Armazones v Chile, bude po dokončení největším optickým a infračerveným dalekohledem na světě. Hlavní zrcadlo bude mít průměr 39 metrů, což je téměř čtyřnásobný skok oproti současnému největšímu dalekohledu GTC se zrcadlem 10,4 m. První testovací pozorování ELT se podle současného harmonogramu plánují na rok 2029 a vědecký provoz má začít kolem roku 2030. Když se taková infrastruktura propojí s přístrojem schopným extrémně přesných spektroskopických měření, vzniká kombinace, která přinese zcela revoluční pohled na vesmír.

Přístroj pro planety, první hvězdy i kosmologii

Exoplanety jsou nejviditelnější částí vědeckého programu ANDES. Přístroj má umožnit detailně zkoumat atmosféry malých kamenných planet, jejich chemické složení i podmínky, které by mohly souviset s obyvatelností. „Přesná spektroskopie exoplanet umožní nebývalý posun ve zkoumání složení atmosfér exoplanet a hledání známek života. Bude moci detailně zkoumat nejen chemické složení, ale i počasí jejich atmosfér,“ říká vedoucí projektu CZ-ANDES Petr Kabáth z Astronomického ústavu AV ČR. Tím ale ambice ANDES nekončí. Přístroj má pomoci také při studiu prvních hvězd a vývoje raného vesmíru, protože dokáže v mimořádně slabém světle vzdálených objektů hledat jemné chemické stopy. Významnou roli může sehrát i v kosmologii, kde má přispět k velmi přesnému sledování rozpínání vesmíru v čase.

Přínos, který nekončí u astronomie

ANDES ovšem zdaleka není jen o výzkumu vesmíru, je to technologicky mimořádně náročný přístroj, v němž se potkává špičková astronomie s přesnou optikou, elektronikou, a průmyslovým know-how.  Právě proto může být jeho přínos pro český inovační a průmyslový sektor stejně důležitý jako samotné vědecké objevy.

Když existuje fungující ekosystém podpory, komunikace a zapojení firem, umějí domácí subjekty v evropských high-tech projektech uspět. Ministerstvo dopravy například uvádí, že po patnácti letech členství v Evropské kosmické agentuře (ESA) se české firmy a akademické instituce podílely na více než 600 technologicky náročných projektech, přímo zapojených je více než 60 firem a přes 20 akademických pracovišť. Česká republika do ESA ročně investuje přes 1,5 miliardy Kč, avšak z každé takto vynaložené koruny se nám do ekonomiky vrací 7 až 8 Kč.

U ESO takový ekosystém zatím v podstatě neexistuje. O to důležitější je aktivní přístup státu a jeho institucí – včetně MŠMT, které se k iniciativě připojilo podpisem záměru na zapojení do konsorcia ANDES – stejně jako výzkumných pracovišť a podpůrné infrastruktury. Právě projekty typu ANDES mohou spolu s promyšlenou koordinací a zapojením akademických i průmyslových partnerů vytvořit podmínky pro to, aby se české subjekty do ekosystému ESO zapojovaly mnohem výrazněji než dosud.

O budoucí roli ČR v ESO se rozhoduje už dnes

Na první světlo ELT si ještě několik let počkáme. Ale o tom, kdo bude mít k budoucím výsledkům, datům a technologickému know-how nejblíž, se nerozhoduje až ve chvíli, kdy dalekohled začne pozorovat. Rozhoduje se teď, ve fázi začátku vývoje přístrojů, budování konsorcií a hledání partnerů. Pokud bychom se omezili jen na využívání hotové infrastruktury, zůstala by řada přínosů – od technologického know-how přes zapojení do vývoje až po vazby na průmysl – nadále mimo náš dosah. A to by byla škoda. Proto je české zapojení do ANDES milníkem v dosavadním českém členství v ESO. 

„Projekt ANDES je vstupenkou do nejvyšší evropské ligy. Po období získávání zkušeností máme nyní odvahu si říct o zapojení do technologicky nejvýznamnějších projektů, získat neocenitelné know-how a otevřít českému průmyslu dveře k vývoji komponent pro dalekohledy nové generace. Tím se z pouhého uživatele infrastruktury stáváme jejím spolutvůrcem,“ uzavírá ředitel Astronomického ústavu AV ČR Michal Bursa.

Zdroj: Astronomický ústav AV ČR, Přírodovědecká fakulta Masarykovy univerzity