Bolygós rövidhírek: rádiójelek a Vénusz felső légköréből

Szerző: Gombai Norbert

Lassan 3 éve, hogy 2018. augusztus 12-én útjára indult a NASA „Parker Solar Probe” nevű nap-szondája a floridai Cape Canaveral egyik kilövőállásáról. A szonda célja a Nap felső légkörének minden eddiginél alaposabb vizsgálata. A tervek szerint a napfelszíntől 6,12 millió km-re (több, mint hétszer közelebb, mint bármilyen korábbi űreszköz), közel 1 400 C fokos hőségben önállóan dolgozó szerkezet különböző méréseket végez és megfigyeli majd azokat az energiaáramlási folyamatokat, melyek a napkorona magas hőmérsékletét okozhatják, valamint a napszelet befolyásolják.  Annak érdekében, hogy a szerkezet a megfelelő sebességre gyorsulva elég közel tudjon kerülni a központi csillagunkhoz a Parker Solar Probe hét alkalommal elrepül a Vénusz bolygó mellett, a gyorsításhoz kihasználva annak gravitációs erejét.

A Vénusz, ahogy a Parker Solar Probe látta 2020. júl. 11-én, 12 000 km távolságból. A csíkok a felvételen a bolygóközi térben repülő apró porszemcsék. Az égitest közepén lévő sötét folt az Aphrodite Terra, a Vénusz legnagyobb magasföldje.
Fotó: NASA/Johns Hopkins APL/Naval Research Laboratory/Guillermo Stenborg and Brendan Gallagher

A legutóbbi „hintamanőver” közben mintegy 833 km-rel a Vénusz felszín felett repülve a Parker FIELDS nevű – a Nap elektromos és mágneses mezőit vizsgáló – műszere 7 percen keresztül alacsony frekvenciájú, természetes eredetű – az emberi fülnek meglehetősen kísértetiesnek ható – rádiójeleket észlelt. Gly Collinson (NASA’s Goddard Space Flight Center) felismerte, hogy az észlelt jelek rendkívül hasonlóak a korábbi, a Jupitert és holdjait vizsgáló Galileo NASA misszióban gyűjtött eredményekkel, amikor a Galileo szonda keresztül repült a Jupiter-holdak külső légkörein.

A Földhöz hasonlóan a Vénusz is rendelkezik ionoszférával, egy elektromosan töltött vékony gázréteggel  a felső légkörében. Az ionoszféra rádióhullámokat bocsát ki, amelyeket arra alkalmas eszközzel – mint a Parker FIELDS műszere – érzékelni lehet. A NASA kutatói legutóbb 1992-ben végeztek méréseket a Vénusz felső atmoszférájában, köszönhetően a Pioneer Venus Orbiter szondának. Abban az időben a Nap ciklusa maximumának közelben volt. A következő években földi távcsöves megfigyelések bizonyították, hogy a Vénusz ionoszférája jelentősen elvékonyodott, ahogy a naptevékenység egy nyugodtabb szakaszba lépett.

A Parker Solar Probe legutóbbi bolygóközeli manővere a napminimum után hat hónappal történt. A szonda által érzékelt rádiósugárzás alapján a kutatók kiszámolták az ionoszféra sűrűségét. Az eredmények alátámasztják a feltételezést, hogy a napciklus közvetlen hatással van a bolygó felső légkörének állapotára.

A 2021-es év holdkutatása

Szerző: Balogh Gábor

Az ötvenes-hatvanas évek űrhajózását, az űrszondás próbálkozásokat a két nagyhatalom, az Egyesült Államok és a Szovjetunió között zajló űrverseny határozta meg. A Hold kutatása szintén főleg politikai célú volt. A szovjet Luna program és az amerikai Pioneer program célja is az volt, hogy megelőzzék egymást. A kezdeti szovjet sikereket az 1969-as emberes amerikai holdraszállás törte meg, ezzel gyakorlatilag meg is szűnt a szovjet-amerikai űrverseny a Holdért.

Napjainkra az űr meghódításáért folyó verseny teljesen más arculatot öltött. Sok új szereplő jelentkezett, a technológia fejlődésével már nem kellettek a szuperhatalmak hatalmas pénzforrásai, számos kisebb ország, sőt, vállalkozás is belépett a versenybe.

A 2021-es év izgalmasnak ígérkezik a Hold kutatásában is.

A CAPSTONE („Cislunar Autonomous Positioning System Technology Operations and Navigation Experiment”, Föld-Hold közti tér Autonóm Helymeghatározó Rendszer Technológiai Műveleti és Navigációs Kísérlet) program (2). A Gateway, a NASA Artemis programjának előfutáraként segít csökkenteni a jövőbeni űrhajók kockázatait különféle navigációs technológiai megoldásokkal. A mindössze 25 kg tömegű CubeSat (3) lesz az első űreszköz, amely a CAPSTONE részeként különleges holdpályákat tesztel. Ezek a pályák (Cislunar Near Rectilinear Halo Orbits) rendkívül hatékonyak és gazdaságosak a Holdra való eljutásban. Másik fontos dolog, hogy tesztel olyan űreszközök közötti kommunikációs rendszereket is, melyek lehetővé teszik a Holdhoz viszonyított helyzetük meghatározását, anélkül, hogy a földi követőrendszerekre hagyatkoznának. A 2021-es tervezett kilövés helye a Virginiai Rocket Lab Launch Complex 2.

A CAPSTONE. Forrás: NASA

Spacebit Mission One. A Spacebit Mission One az Egyesült Királyság első tervezett Hold-missziója. A rovert a magántulajdonban lévő Spacebit cég tervezi, az ukrán Yuzhmash-sal együttműködve. Fő célja a japán Asagumo holdjárónak a Hold felszínére juttatása és a holdbéli lávacsatornák kutatása. Az Astrobotic első Holdra leszálló küldetésnek, a Mission One-nak a tervei szerint 14 kereskedelmi hasznos terhe lesz. Ezek közé tartozik a Hakuto és a Team AngelicvM kis roverjei, a Carnegie Mellon Egyetem egy nagyobb, Andy nevű roverje, valamint egy különleges, 1,3 kg-os miniatűr rover, az Asagumo is, amely négy lábon jár. Az Asagumo legalább 10 méter távolságot tervez megtenni a Hold feszínén. A Spacebit Mission One indulását 2021 júliusában tervezik (4), a holdi Lacus Mortis lávamezőn (5) fog leszállni. A holdbéli lávaalagutak kiemelt fontosságúak a holdkutatás szempontjából, hiszen az első, a Holdon folyamatosan megtelepedő kutatók ilyen lávaalagutakban kialakított szállásokon fognak élni, a felszíni sugárzást elkerülendő (6,7)

Az Asagumo robot. Forrás: Serhii Harbaruk – Wikipedia CC BY-SA 4.0

Nova-C leszállóegység. A Nova-C egy leszállóegység, melyet az Intuitive Machines magáncég tervezett arra, hogy kereskedelmi hasznos terheket szállítson a Hold felszínére (8). Az Intuitive Machines egyike volt a NASA által 2018 novemberében kiválasztott kilenc vállalkozónak, a Nova-C pedig az első három leszállóegység közé tartozik, amelyeket az új NASA program, a Commercial Lunar Payload Services (CLPS) néven indított el. Az indítást egy Falcon 9 rakétával tervezik 2021. október 11-én. A Nova-C kiemelten fontos feladata a Hold természeti kincseinek feldolgozásához szükséges technológiák kutatása és tesztelése. A leszállóhely  az Oceanus Procellarum, a Viharok Óceánján található Vallis Schrasöteri, a vulkanikus eredetű Schröter-völgy lesz (9). Ennek a leszállóhelynek a fontosságát az is mutatja, hogy annak idején az Apollo 18 egyik lehetséges leszállóhelyének lett kiválasztva, mielőtt a küldetést törölték.

A Nova-C. Forrás: Wikipedia – NASA Goddard Space Flight Center, Greenbelt, MD, USA;
CC BY 2.0

A Luna 25 (Luna-Glob leszállóegység) az orosz Roscosmos holdi küldetése (10). A hold déli pólusa közelében levő Boguslavsky-kráternél száll majd le. A Luna-Glob landerről Luna 25-re nevezték át, hogy hangsúlyozzák a szovjet Luna-program folytonosságát az 1970-es évektől, bár a Luna-Glob holdkutatási program része. A program feladata víz, illékony anyagok és szerves vegyületek kutatása a holdi talajban. Az indítást 2021 októberére tervezik, egy Soyuz-2.1b/Fregat-M rakéta segítségével.

A Luna-25 makettje. Forrás: Pline – Wikipedia; CC BY-SA 4.0

Az Artemis 1 a NASA Artemis programjának első, nem emberes próbarepülése, amely az Orion MPCV és Space Launch System rakétájának első integrált repülése (11). Várhatóan 2021 novemberében indul. Az Orion űrhajó 25,5 napos küldetéséből hatot Hold körüli retrográd pályán fog tölteni. A misszió az Orion űrhajó és a Space Launch System rakétáját a legénység által végzett későbbi repülések számára teszteli (12,13). Ha a Hold felé vezető manőver sikeres lesz, az Orion elválik az utolsó lépcsőtől, az ICPS rakétától és a Hold felé indul. Az ICPS pedig 13 CubeSat-ot telepít, amelyek tudományos kutatásokat végeznek. Maga az Artemis program (14,15) egy amerikai kormány által finanszírozott nemzetközi emberes űrrepülési program, amelynek célja embert juttatni a Holdra. 2020. december 9-én Pence alelnök jelentette be a 18 űrhajósból álló csapatot, becenevén “Teknősöket”, ahova két kanadai űrhajós is tartozik.

(Az Artemis-programmal kapcsolatban továbbá kiderült, melyik cég fogja kifejleszteni és megépíteni az új holdi leszállóegységet, mely vállalat nem más, mint a SpaceX, a hírről bővebben itt olvashatunk. – a szerk.)

Az Artemis-1 (illusztráció). Forrás: Wikipedia

ALINA („Autonomous Landing and Navigation Module”, Autonóm leszállási és navigációs modul). A Planetary Transportation Systems GmbH (PTS), berlini székhelyű, német vállalat (16). Ők voltak az első német csapat, amely 2009. június 24-én hivatalosan is bejutott a Google Lunar X-Prize versenyre, de kilövési szerződés hiányában nem sikerült 2017-ben bejutnia a döntőbe. Az ALINA-t eredetileg egy SpaceX Falcon-9 v1.2 segítségével indították volna el 2020-ban, de 2021-ben átcsoportosították egy erre kijelölt Falcon-9 v1.2-re, mivel a tömege körülbelül 4000 kg-ra nőtt. Később úgy döntöttek, hogy az ALINA egy Ariane64-et vehetne igénybe.

A Lunar Xprize versenyre is kijutott ALINA
és a Mondrover nevű holdjáró (Part Time Scientists).
Forrás: Wikipedia; CC BY-SA 4.0

Küldetésnek célja, hogy 3–5 km-re az Apollo 17 leszállóhelyétől, a Taurus-Littrow völgyben szálljon le, és hogy az Apollo 17 űrhajósai által ott hagyott holdjárót felkeresse (18). A PTScientists ígéretet tett arra, hogy Holdon leszállt amerikai és a szovjet űreszközöket “világörökségként” megőrzi. Az ALINA jövője pillanatnyilag kérdéses. A PTScientists 2019 júliusában fizetésképtelenségi bejelentést tettek, majd 2019 augusztusában egy meg nem nevezett vállalat felvásárolta azt, így folytathatja működését, de 2021-es kilövése bizonytalan (17).



Források:

  1. 8 moon missions are going to the Moon, https://indianspacenews.blogspot.com/2021/03/8-moon-mission-are-going-to-moon-in-2021.html?fbclid=IwAR3dDtZJxQHshdZmTDpOU3BGuLtPISvPt7LEssL-BDis69NiMIH-zwaRbso
  2. What is CAPSTONE? https://www.nasa.gov/directorates/spacetech/small_spacecraft/capstone
  3. Clark, Stephen “NASA picks Rocket Lab to launch lunar CubeSat mission”. Spaceflight Now, https://spaceflightnow.com/2020/02/15/nasa-picks-rocket-lab-to-launch-lunar-cubesat-mission/
  4. UK’s 1st Moon Rover to Launch in 2021, https://www.space.com/uk-first-moon-rover-spacebit-launch-2021.html
  5. 3D Modeling of Lacus Mortis Pit Crater with Presumed Interior Tube Structure.” Journal of Astronomy and Space Science 32(2); Pages: 113-120, http://koreascience.or.kr/article/JAKO201518564558885.page
  6. Arya, A. S.; et al. (February 25, 2011), “Detection of potential site for future human habitability on the Moon using Chandrayaan-1 data”, Current Science, 100
  7. Living Underground on the Moon: How Lava Tubes Could Aid Lunar Colonization, https://www.space.com/moon-colonists-lunar-lava-tubes.html
  8. Nova-C, https://www.intuitivemachines.com/lunarlander
  9. Kanayama, Lee (13 April 2020). “NOVA-C selects landing site, Masten gains CLPS contracts”, https://www.nasaspaceflight.com/2020/04/nova-c-landing-site-masten-clps-contracts/
  10. The Luna-Glob lander, http://www.russianspaceweb.com/luna_glob_lander.html
  11. NASA administrator on new Moon plan: We’re doing this in a way that’s never been done before, https://www.theverge.com/2019/5/17/18627839/nasa-administrator-jim-bridenstine-artemis-moon-program-budget-amendment
  12. NASA will likely add a rendezvous test to the first piloted Orion space mission, https://spaceflightnow.com/2020/05/18/nasa-will-likely-add-a-rendezvous-test-to-the-first-piloted-orion-space-mission/
  13. Hopeful for launch next year, NASA aims to resume SLS operations within weeks, https://spaceflightnow.com/2020/05/01/hopeful-for-launch-next-year-nasa-aims-to-resume-sls-operations-within-weeks/
  14. Artemis I, https://www.nasa.gov/artemis-1
  15. Artemis I, https://www.nasa.gov/specials/artemis/
  16. Meet ALINA – the Autonomous Landing and Navigation Module, https://www.pts.space/products/alina/

GRBAlpha: budapesti asztrofizikai “kiskocka” az űrben

Szerző: Vincze Miklós

Azóta tudom biztosan, hogy most aztán már megkérdőjelezhetetlen űrnagyhatalom vagyunk, mióta a múlt héten rájöttem, hogy egyazon hordozórakétával kettő Budapesten összeszerelt műhold is útnak indul a Föld körüli pályára, ráadásul úgy, hogy a két fejlesztőcsapat egyike sem tudott a másikról. Vagy legalábbis arról biztosan nem, hogy okos kis szerkezeteik együtt startolnak Föld körüli pályára. Ha nem lenne ez a nyomorult járvány, még az is könnyen megeshetett volna, hogy a GRBAlphát, az első magyar vezetéssel fejlesztett, kimondottan asztrofizikai kutatásokat végző műholdat készítő barátaim a bajkonuri starthelyen jönnek rá, hogy nem ők az egyetlen magyar küldöttség, hanem ott vannak a buszon a zsebműholdakat már-már rutinszerűen ontó BME pikoműholdjának a SMOG-1-nek “gazdái” is. Persze a járványhelyzet miatt most ők is, ahogyan mi többiek is jobb híján az Interneten fogjuk csak követni a szombat reggeli startot, például a Spacejunkie-s srácok közvetítésében. [LINK] Amikor e sorokat írom, a Gagarin-repülés közelgő hatvanadik évfordulója tiszteletére ragyogó fehérre festett Szojuz 2.1 hordozórakéta immár ott áll a kazahsztáni starthelyen, ahol szombat reggel, magyar idő szerint 7:07-kor harminckét hajtómű lép majd egyszerre működésbe, hogy legyőzze a Föld nehézségi erejét és pályára állítsa (sok egyéb hasznos teher mellett) ezt a számunkra oly kedves Rubik-kockányi kis holdacskát.

De mit is kell tudnunk a GRBAlpháról? A nevében szereplő GRB a Gamma Ray Burst, vagyis gammafelvillanás, gammakitörés rövidítése. A GRB-k az ismert Univerzum legnagyobb energialöketei, melyek a gravitációs hullámok első, 2015-ös detektálása óta egyre inkább a tudományos érdeklődés homlokterébe kerültek. Gammakitöréseket ugyanis olyan folyamatok is okozhatnak, mint például a fekete lyukak vagy neutroncsillagok összeütközése, melyek egyúttal gravitációs hullámokat is gerjesztenek. Ám a LIGO és egyéb gravitációshullám-detektorok hatalmas pontatlansággal képesek csupán a források lokalizálására, mint ahogy egy úszómedence szélénél felvett vízszint-adatsorokból sem tudjuk egykönnyen meghatározni, hogy a medence melyik pontjára dobtuk be a hullámzást kiváltó labdát. Szóval ha azt is tudni szeretnénk, hogy a gravitációs hullámok merről érkeztek, célszerűbb a velük együtt járó gammakitörésekre figyelnünk. Ám egy ilyen felvillanás leginformatívabb és legenergikusabb része épp a rövid kezdeti vagyis “tranziens” szakasza, melyet különösen nehéz elcsípni egy komolyabb röntgen-gamma távcsővel. Mire ugyanis az ember “észbe kap” és oda tud irányítani egy műszert a forrás felé, a kitörés legérdekesebb része rendszerint már el is múlt. A dolgot az sem könnyíti éppen meg, hogy a gammasugárzás nem jut keresztül a Föld légkörén, vagyis ilyen vizsgálatokat minimum a sztratoszférából, de még inkább a világűrből lehet csak végezni, így aztán finoman szólva nem nagyon vagyunk eleresztve az eget folytonosan pásztázó gammateleszkópokkal. Nem véletlen, hogy a GRB-ket is csak az 1960-as években, az űrkorszakban fedezhették fel, ráadásul olyan amerikai katonai műholdak, melyeknek célja a szovjet kísérleti magaslégköri atomrobbantások (melyek szintén gamma-fotonokat bocsájtanak ki) detektálása volt.

Sajnos azonban a gammafelvillanások sem lokalizálhatók egykönnyen: ilyen nagy energiájú fotonokat nem lehet csak úgy lencsékkel meg tükrökkel irányítgatni, fókuszálni, mint ahogy a látható fényt vagy akár a rádióhullámokat szokás. Egy szó mint száz: a GRB-k tranziens szakaszainak gyors, valósidejű detektálása és az iránymeghatározás az asztrofizika valódi, hőn áhított szent grálja. S ha Szent Grál, akkor a Kerekasztal lovagjai az Arthur-mondakörből, s ha Arthur király, akkor Camelot, vagyis CAMELOT. Ez a név az én egyetlen érdemi(?) hozzájárulásom ehhez a projekthez, amelynek ötlete egyébként egy feledhetetlen sörözős brainstorming keretében született meg valamikor 2017-ben. A CAMELOT egy betűszó; viccnek szántam, de megragadt. Cubesats Applied for MEasuring and LOcalazing Transients, vagyis cubesatok (kicsi kocka-műholdak) a tranziensek mérésére és lokalizálására alkalmazva. A CAMELOT-terv lényege a következő receptben foglalható össze: végy nagyon egyszerű icipici műholdból jó sokat. Szereld fel mindegyiket kis gammadetektorokkal, amik önmagukban kis túlzással csak annyit tudnak, hogy ha eltrafálja őket egy kozmikus gamma-foton, akkor azt mondják, hogy “ping”, de a becsapódás időpontját nagyon pontosan megjegyzik. Ha a sok kis műholdacskát szétszórjuk a Föld körül, az egymástól ezer kilométerekre pörgő-forgó sok gamma-detektor egyetlen nagy képzeletbeli ernyővé áll össze, s a műholdak helyét és orientációját ismerve adataikból nagy pontossággal “kiháromszögelhető” a beérkező GRB hőn áhított iránya. Ez adatfeldolgozási szempontból egy komoly feladat, de az elv a maga egyszerűségében elegáns és szép. Képzeljük csak el például, hogy milyen jó lenne egy ilyen kicsi “gammadetektor-egységcsomagot” kifejleszteni, amit aztán “potyautasként” mindenféle műholdra fel lehetne szerelni. Gondoljunk bele, ha ezt a pici, tokkal-vonóval néhány dekás eszközt fel lehetne szerelni a SpaceX sokezernyi StarLink műholdjára. Egy bolygóméretű, s egyszerre minden irányba “néző” gammatávcső jöhetne létre! Ez tehát a nagy CAMELOT-vízió.

A kazah sztyeppéről szombaton felszökkenő GRBAlpha pedig nem más, mint ennek a technikának a legelső demonstrációja; innen a név második fele. Alpha, alfa, a kezdet. A liternyi kisműhold lelke tehát a gammadetektor, annak pedig egy cézium-jodid kristály, amely a gamma-sugárzás hatására látható fényt bocsájt ki. “Ezt érzékeny fotonszámlálóknak nevezett szenzorokkal érzékeljük, majd a jel erősítése és digitalizálása után a csillagászatilag is gyanús jeleket vagy helyben letároljuk vagy közvetlenül a rádiómodul felé továbbítjuk” – mondta Pál András a Konkoly Csillagászati Intézet kutatója, aki a rendszer fejlesztését vezette. “A projekt rendkívül jó példája a nemzetközi együttműködésnek,amelyben japán és magyar kutatók közösen egy olyan csillagászati műszert fejlesztenek kisműholdra amely előtte csak nagy műholdakon repült”, nyilatkozta Masanori Ohno aki a projekt miatt Japánból, Hirosimából költözött Budapestre. “Nagy kihívás volt a teljes detektort úgy megtervezni, hogy ebben a kis térfogatban is elférjen” egészítette őt ki Mészáros László, aki többek közt a detektor mechanikai vonatkozásaiért volt felelős. “A kristály fóliákba való csomagolásánál és összeszerelésénél sokszor hihetetlenül óvatos kézi munkára volt szükség” tette hozzá Jakub Řípa asztrofizikus. “Ehhez amúgy Ohno-szan origami-szaktudására is szükség volt” – mesélte nekem a Sokolébresztő egyik adásában Werner Norbert, aki a projekt tudományos koordinációját segítette. A kisműhold fedélzeti rendszereit a szlovák Spacemanic és Needronix cég készítette a Kassai Műszaki Egyetem Repülőmérnöki Karának munkatársaival és a magyar csoporttal együttműködve, a műhold végső összeszerelése pedig tavaly novemberben a Konkoly Intézetben történt, vagyis a kiskocka egy valódi nemzetközi tudományos-technikai együttműködés keretében jött létre. S ha a GRBAlpha küldetés sikerrel demonstrálja a rendszer működőképességét, akkor nagyot léphetünk előre a CAMELOT-vízió megvalósulása, s a dinamikus gamma-univerzum titkainak feltárása felé.

Hajrá GRBAlpha!

A képek forrása és további információk: https://grbalpha.konkoly.hu/

Hírek: Arecibo – egy korszak vége

Kereshetjük a szavakat, de talán nem lehet jobban kifejezni, mit is jelent az ikonikus Arecibo-i rádióteleszkóp pusztulása. Egy korszak vége.

2020. december 1-jén elpusztult a már régóta nagyon rossz állapotban lévő Arecibo-i Rádióteleszkóp, a 900 tonnás, kábeleken lógó platform belezuhant az obszervatórium tényérjába. A komplexum már így is bontásra lett ítélve: az elhanyagolt műszer két rögzítőkábele már korábban elszakadt, lyukakat ütve az antennatányérba. Az amerikai National Sciences Foundation (NSF) ekkor döntött a viharok, hurrikánok amortizálta komplexum lebontásáról.



Ilyen volt fénykorában, illetve ez maradt a híres rádiótávcsőből:


Az Arecibo-i rádióteleszkóp nemcsak csillagászati, de planetológiai szempontból is egy fontos eszköz volt: segítségével készült az első radartérkép a Vénuszról, sikerült jeget kimutatnia a Merkúr északi és déli sarkvidékein, alapvető szerepe volt földközeli kisbolygók kutatásában, felfedezte az első exobolygókat a PSR 1257+12 pulzár körül, mégis talán leginkább az Arecibói üzenet néven elhíresült rádióadás által lett ismert, melyet technológia-demonstráció céljából sugároztak 1974. november 16-án a tőlünk 25000 fényévre lévő Messier 13 nevű gömbhalmaz irányába.