UPRA.space távérzékelő ballon Budapest felett

Szerző: Góczán Bence

Augusztus közepe kiváló időszak a magaslégköri ballon indításra, amit az UPRA.space csapata rendszeresen kihasznál. Idén augusztus 15-én bocsátottak fel egy távérzékelő ballont, mely segítségével képeket és videókat készítettek Budapestről és a környező területekről.

A ballon fedélzetén helyet kapott a csapat UPRACAM névre hallgató, saját fejlesztésű multispektrális kamerája is, mely látható fény és infra tartományban képes egyidejűleg képeket készíteni. A növények leginkább az infravörös fényt verik vissza, mely szabad szemmel nem látható, viszont a visszavert fény mennyisége fontos információ a vegetáció állapotáról. Kombinálva a látható spektrumban gyűjtött adatokkal, olyan kompozit képek készülhetnek, melyek segítségével pontosan fel lehet mérni a növényzet állapotát. Az idei nyárhoz hasonló hosszan tartó száraz időszakokban hasonló repülések értékes információkat szolgáltatnak többek között a mezőgazdaságnak.

Az augusztusi repülésen az UPRACAM új lencsékkel repült, mely sokkal részletesebb és jobb minőségű képek készítését teszi lehetővé, mint korábban. A csapat folyamatosan dolgozik a kamera továbbfejlesztésén valamint a távérzékelt adatok feldolgozásának pontosságán.

Az UPRACAM által gyűjtött adatokból kompozit képek készültek. A csapat kétféle feldolgozási módszert alkalmaz a képek kiértékelésére. Az NRG képeken a színek eltolása után az infra információ pirosként jelenik meg. Minél pirosabb árnyalatú valami a képen az növényzet vagy hőforrás jelenlétét jelzi.

Az NDVI kompozit képeken egy számolt vegetáció indexet jelenítünk meg vizuálisan. Minél zöldebb valami a képen, annál egészségesebb a növényzet az adott területen, míg a mesterséges tereptárgyak kékes-lilás árnyalatban jelennek meg.

Ez a legutóbbi repülés közel három óráig tartott, mely során a ballon Budapest felett tett egy kört, majd Szentendre közelében biztonságosan landolt. A repülést több fedélzeti kamera is rögzítette, melyek felvételein látszik, ahogy a felhőtakaró feloszlik a város felett és Budapest egyre több részletét lehet kivenni a felvételeken.

A ballon közel harminc kilométeres magasságig emelkedett, ami már elég magas ahhoz, hogy a Balaton is, majdnem teljes hosszában látszódjon a felvételeken. Magyarország természeti látványosságai mellett különböző felhőformációk is megfigyelhetők nem mindennapi szögekből. Mivel a ballon átrepül a felhőrétegeken, ezért közvetlen közelről is láthatunk képeket róluk.

A repülés során rögzített képanyagból készült egy összefoglaló videó, melyen a repülés legizgalmasabb pillanatai láthatók.

Az UPRA.space csapata most elkezdte a felkészülést az őszi szezonra, mely remények szerint izgalmas projekteket és fejlesztéseket hoz majd.

Ritka ásvány a marsi Gale-kráterben

Szerző: Rezes Dániel

Az Amerikai Egyesült Államokban tevékenykedő kutatók arról számoltak be az Earth and Planetary Science Letters nevű szaklapban megjelent tanulmányukban, hogy a marsi Gale-krátert vizsgáló Curiosity (Kíváncsiság) rover által begyűjtött egyik mintában jelentős mennyiségű tridimitet azonosítottak.

A tridimit nevű ásvány az SiO2 (szilícium-dioxid) alacsony nyomás és magas hőmérsékleti értékek között keletkező polimorf módosulata. A polimorfia olyan ásványokra utal, melyeknek azonos a kémiai összetételük, azonban eltérő a kristályszerkezetük. A Curiosity által a Buckskin agyagkőből vett mintában a kutatók ~16 tömeg% monoklin tridimitet azonosítottak. Ez azért szokatlan ebben az egykoron tavi környezetben, mert a monoklin kristályrendszerben megjelenő tridimit a földi rendszerekben is csak igen ritkán található meg, kizárólag felzikus vulkáni környezetekből, magas hőmérsékletű impakt (becsapódásos eredetű) struktúrákból és meteoritokból ismerjük bolygónkon. A kőzetben a tridimit mellett a Curiosity röntgen diffraktométere (XRD) földpátokat, cristobalitot (szintén SiO2 polimorf módosulat), opált (±Si-üveget) és magnetitet azonosított.

Tridimit kristályok (középen) a szlovákiai Vechec kőfejtőből (https://www.mindat.org/photo-107020.html)

A vörös bolygón 2012 óta tevékenykedő Curosity rover mintagyűjtési területe a Gale-kráterben található. A kráter nagyjából 3,8 milliárd éves és azért választották a küldetés helyszínéül, mivel valószínűleg egykor vizet tartalmazott, így tökéletes terület a küldetés fő kérdésének megválaszolására, miszerint „A Marson léteztek egykor megfelelő környezeti feltételek, melyek elősegítették a mikrobiális élet létrejöttét és fennmaradását?”. A rover segítségével már tudjuk azóta, hogy a Gale-kráterben egy tó hullámzott, melynek képződményei sok szempontból nagyszerűek a vizsgálatokra, de számos új kérdést is felvetnek.

Az XRD elemzéshez használt pormintát a rover fúrással nyerte ki a már említett Buckskin helyszínen 2015 júliusában, majd CheMin (Chemistry and Mineralogy) nevű műszerével vizsgálta azt. A tridimit jelenléte az agyagkő mintában a Curiosity 10 évének egyik legmeglepőbb felfedezései közé tartozik. A tridimit általában a fejlett, robbanásos vulkáni rendszerekben jelenik meg a Földön, azonban jelen esetben egy olyan bolygó ősi tavának fenekén képződött összletben találjuk, ahol a vulkanizmus döntő többségében nagyon primitív kőzetanyagot juttatott a felszínre.

(A) A Curiosity rover útja a Bradbury leszállási helytől (Bradbury Landing) a Maria-hágón (Maria’s Pass) keresztül. A vörös csillag a Buckskin agyagkőből vett minta gyűjtési helyét jelöli. Az ábra jobb alsó sarkában a Maria-hágó kinagyított részlete látható. (B,C) A Curiosity rover Mars Hand Lens Imager (MAHLI) nevű kamerájának képe a Buckskin és az ahhoz közel fekvő, laminációt mutató Lamoose kőzetekről (Payré et al. 2022).

A kutatók a rovertől kapott adatokat összevetették az összes olyan földi magmás rendszer tulajdonságaival, melyek termékei tridimitet tartalmaznak, valamint a marsi vulkanizmus modelleivel és a Gale-kráter egykori tavának eddig megismert üledékes rétegeivel is. A vizsgálatok eredményeként a tudósok kidolgoztak egy új elméletet a megfigyeléseik (ún. nagy mennyiségű tridimit, az agyagkő magas SiO2 és alacsony Al2O3 tartalma és az alacsony hőmérsékletű környezet) magyarázatára. Egy eddig még nem ismert fejlett, felzikus kemizmusú vulkán Si-gazdag hamut juttatott a Gale-kráter vízgyűjtő területére abban az időszakban, amikor a kráter területét még tó töltötte ki. Ez a folyamat a Mars heszperiai (3,7-3,0 milliárd évvel ezelőtt) korszakában játszódhatott le. A hamu tridimitben gazdag volt, melyhez a társuló ásványfázisok cristobalit, földpát, Ti-oxid és Si-gazdag üveg voltak. A víz segített lebontani a Si-gazdag üveget, valamint a folyók általi szállítás koncentrálta a tridimit szemcséket, így kialakulhatott egy markáns, nagy tridimit-tartalmú réteg, mely egy olyan átmeneti időszakban keletkezett, amikor a Mars egy nedvesebb és melegebb éghajlatból a ma is megfigyelhető száraz és sivár éghajlatra váltott.

A Buckskin agyagkőben megjelenő, nagy mennyiségű tridimit képződésének és felhalmozódásának folyamatát bemutató vázlat. A tűzhányó helye jelenleg még nem ismert, azonban akár több ezer kilométerrel távolabb is lehet a Gale-krátertől (Payré et al. 2022).

A tanulmányban vizsgált ásványegyüttes és az általuk feltárt felzikus magmás tevékenység rávilágít arra, hogy a marsi vulkanizmus összetettebb és szövevényesebb, mint azt a Curiosity rover vizsgálatai előtt gondoltuk.

Források:
[1] https://www.sci.news/space/gale-crater-tridymite-11034.html
[2] Payré, V. et al. (2022). Tridymite in a lacustrine mudstone in Gale Crater, Mars: Evidence for an explosive silicic eruption during the Hesperian. Earth and Planetary Science Letters, 594, 117694., 14 p.
[3] https://mars.nasa.gov/msl/mission/overview/

Hogyan észlelhetik ballonok egy nap a rengéseket a Vénuszon?

– A sikeres földi teszt egy újabb lépés más bolygók geológiájának tanulmányozása felé

Szerző: Ivanics-Rieger Klaudia

A léggömb a Csendes-óceán felett lebegett, amikor az első hanghullámok becsaptak. A nagy, átlátszó ballon alatt lógó apró eszköz 11 másodpercig rögzítette a légnyomás hirtelen, szaggatott ingadozásait: egy földrengés visszhangját több mint 2800 kilométerre. Ez a tudományos műszer egyike volt annak a négynek, amely 2021. december 14-én magasan lebegett a Maláj-szigetcsoport felett. Azon a napon ez a kvartett lett az első olyan eszközhálózat, amely a levegőből figyelt meg földrengést.

Ez a felfedezés segíthet a tudósoknak nyomon követni a földrengéseket a Föld távoli területein, de egy nap lehetőséget nyit arra is, hogy speciálisan felszerelt léggömböket küldjenek más világok geológiájának tanulmányozására, beleértve a legközelebbi bolygószomszédunkat. „A Vénusz a Föld testvérbolygója, de ő a gonosz ikertestvér” – mondja David Mimoun, a francia Toulouse-i Egyetem bolygókutatója. „Nem tudjuk, miért különbözik annyira a két bolygó. Ezért van szükségünk a mérésekre.”

Az ötlet, hogy léggömbökkel tanulmányozzák a Föld távoli morajlását, a hidegháborúban gyökerezik. Az 1940-es években az amerikai hadsereg szigorúan titkos projektet indított a szovjet nukleáris fegyverek tesztelésének kémkedésére magaslégkörben lebegő léggömbökhöz erősített mikrofonok segítségével. Amikor a talaj megremeg, alacsony frekvenciájú hanghullámokat bocsát ki, amelyek nagy távolságokat képesek megtenni a légkörben. A katonaság azt tervezte, hogy a mikrofonok segítségével érzékeli a nukleáris robbanás következtében remegő föld hangját. De a projektet végül túl drágának ítélték és elvetették, főként miután az egyik léggömb lezuhant Új-Mexikóban, elindítva a roswelli összeesküvés-elméleteket.

A léggömbtudomány ezt követően évtizedekig többnyire a meteorológia kezében maradt. Aztán a 2000-es évek elején Mimoun és kollégái kísérletezni kezdtek a léggömbök űrkutatásban való használatára, kifejezetten a földönkívüli rengések tanulmányozására. A rengések elemzése az egyik fő módja annak, hogy a tudósok megismerjék a bolygó belsejét. A vékony légkörű világokon, például a Marson vagy a Holdon ez általában azt jelenti, hogy egy leszállóegységet küldenek a felszínre, és közvetlenül a talajon mérik a rengéseket.

De ezt a Vénuszon nem igazán lehet megtenni. A sűrű atmoszféra azt jelenti, hogy a bolygó felszínének nyomása nagyjából megegyezik a Föld mélytengerének nyomásával, ahol átlagosan 450 C° körüli a hőmérséklet. Ez elég meleg ahhoz, hogy megolvadjon az ólom.  „Alapvetően ez a pokol” – mondja Mimoun.

Fantáziarajz egy Venyera űrszondáról, a Vénusz felszínén. Vajon a jövőbeli űrszondák hogyan birkóznak meg a Vénusszal?

Landerek már korábban is jutottak fel a Vénusz felszínére. De ezek a szondák csak néhány órán át működtek, mielőtt megadták volna magukat a rendkívüli hőségnek és nyomásnak. Siddharth Krishnamoorthy, a NASA pasadenai (Kalifornia) Jet Propulsion Laboratory (JPL) kutatótechnológusa ugyan nem vett részt a vizsgálatban, de véleménye szerint ilyen rövid időn belül kicsi az esélye egy rengés megmérésének. Tehát, bár a Vénuszról készült radarfelvételek egy vulkánokkal tarkított világot tártak fel, a tudósok még mindig nem tudják biztosan, hogy a Vénusz geológiailag aktív-e.

A tudósok korábban kísérleteztek azzal az ötlettel, hogy orbiterek (a bolygó kerül keringő szondák) segítségével észleljék a rengéseket a Vénuszon. „Azonban a földrengést észlelő léggömbök felbontása jobb” – mondja Mimoun. Vagyis ezek jelenthetik a kulcsot a bolygó belső életének feltárásához. De először Mimounnak és kollégáinak meg kellett mutatniuk, hogy képesek olyan eszközöket tervezni, amelyek elég kicsik ahhoz, hogy léggömbök hordozzák őket, de elég érzékenyek ahhoz, hogy felfogják a mélyen lent lévő földrengéseket.

2021-ben a csapat 16 léggömbhöz erősített mikrobarométert a Seychelle-szigeteken, Kelet-Afrika partjainál. Decemberben négy ballon – amelyek több ezer kilométerre sodródtak egymástól – hasonló, alacsony frekvenciájú hanghullámokat rögzített. Ezek a légnyomás-változások az indonéz Flores sziget közelében lezajlott 7,3-as erősségű földrengés mérési eredményeire emlékeztettek, jelezve, hogy a hanghullámokat maga a földrengés okozta. A kutatók a légnyomás változásait felhasználva meghatározhatták a földrengés epicentrumát és kiszámították annak nagyságát is.

„Ez óriási előrelépés a technológia hasznosságának bemutatása terén” – mondja Paul Byrne, a St. Louis-i Washington Egyetem bolygókutatója. – „A léggömbök még ha nem is tudják majd érzékelni a rengéseket, de a tervezés miatt túlélik a Vénusz légkörét, képesek lehetnek a légnyomás változásainak észlelésére, amelyek árulkodhatnak a bolygó vulkánkitöréseiről és titokzatos hegyvidékeiről.

”A Vénusz az űrügynökségek érdeklődésének reneszánszába lép. Ennek az évtizednek a végére legalább két NASA-küldetést terveznek a bolygó meglátogatására. Mimoun abban reménykedik, hogy a következő nagy küldetés során a földrengést észlelő léggömbök is megjelennek majd, hangsúlyozva, hogy adataik segíthetnek a kutatóknak megérteni, hogy a Föld és a Vénusz – méretét és távolságát tekintve a Naptól, a többi bolygóhoz képest – miért fejlődött ennyire eltérő módon.  „Jelenleg erről fogalmunk sincs” – mondja Mimoun. – „Szóval vissza kell mennünk.”

Egy éve a Mars körül: Hope képgaléria

Szerző: Szalipszki Benedek

Ma egy éve állt pályára az UAESA (United Arabian Emirates Space Agency – Egyesült Arab Emírségek Űrügynöksége) első Mars-szondája, a Misabar Al-Amal (Hope – Remény), fő feladata a bolygó légkörének vizsgálata. Az ehhez szükséges műszerek mellett egy kamera is helyet kapott a fedélzeten, ami a bolygóról készít nagy felbontású képeket látható és UV tartományban (220nm – 657nm). Az évforduló alkalmából összegyűjtöttük az ezzel készült legjobb képeket, 2021 februárjától egészen augusztus közepéig.

Bővebb írásunk a küldetésről itt (illetve a miénk itt – a szerk.) olvasható, a szonda pályára állását pedig a YouTube-csatornánkon élőben közvetítettük, az adás természetesen visszanézhető.

Megjegyzés: a képgaléria nem tudományos, csupán szórakoztató célból készült, a benne lévő képekkel kapcsolatban esetlegesen felmerülő kérdések (például hozzáférési mód) magyarázata a cikk végén található.

2021.02.10. – 1. keringés – magasság: 24687 km – RGB+UV kompozit
2021.02.26. – 12. keringés – magasság: 13007 km – RGB+UV kompozit
2021.02.26. – 12. keringés – magasság: 7821 km – RGB kompozit
2021.03.05. – 17. keringés – magasság: 10251 km – RGB+UV kompozit
2021.03.05. – 17. keringés – magasság: 2925 km – RGB kompozit
2021.03.08. – 19. keringés – magasság: 11283 km – RGB+UV kompozit
2021.03.09. – 20. keringés – magasság: 6443 km – RGB kompozit
2021.03.09. – 20. keringés – magasság: 3080 km – RGB kompozit
2021.03.16. – 25. keringés – magasság (képenként, balról jobbra): 2228 km, 2835 km, 3486 km – RGB kompozit
2021.03.16. – 25. keringés – magasság: 1700 km – RGB kompozit
2021.03.16. – 25. keringés – magasság: 1269 km – RGB kompozit
2021.03.16. – 25. keringés – magasság: 1070 km – RGB kompozit
2021.03.16. – 25. keringés – magasság: 1094 km – RGB kompozit
2021.03.16. – 25. keringés – magasság: 1337 km – RGB kompozit
2021.03.16. – 25. keringés – magasság: 11992 km – RGB+UV kompozit
2021.03.17. – 26. keringés – magasság: 20467 km – RGB kompozit
2021.05.01. – 47. keringés – magasság: 21524 km – RGB kompozit
2021.05.04. – 48. keringés – magasság: 20022 km – RGB kompozit
2021.05.05. – 49. keringés – magasság: 35123 km – RGB+UV kompozit
2021.05.06. – 49. keringés – magasság: 29466 km – RGB+UV kompozit
2021.05.06. – 49. keringés – magasság: 22625 km – RGB+UV kompozit
A különböző felszíni alakzatok elnevezései:

Catena – kráterlánc
Crater – kráter
Dorsum – gyűrődéses hegylánc/hátság
Mons – hegy, vulkán
Planitia – alföld
Planum – felföld
Terra – régió
Tholus – dómvulkán
Valles – völgy
Vastitas – kiterjedt síkság

2021.05.06. – 49. keringés – magasság: 19973 km – RGB kompozit
2021.05.06. – 49. keringés – magasság: 21801 km – RGB+UV kompozit
2021.05.24. – 57. keringés – magasság: 28447 km – RGB kompozit
2021.06.13. – 66. keringés – magasság: 30135 km – RGB kompozit
2021.06.20. – 69. keringés – magasság: 34844 km – RGB kompozit
2021.06.20. – 69. keringés – magasság: 34844 km – RGB+UV kompozit
2021.06.27. – 72. keringés – magasság: 24605 km – RGB kompozit
2021.06.27. – 72. keringés – magasság: 24605 km – RGB+UV kompozit
2021.07.02. – 74. keringés – magasság: 23916 km – RGB kompozit
2021.07.09. – 77. keringés – magasság: 23075 km – RGB kompozit
2021.07.09. – 77. keringés – magasság: 23075 km – RGB+UV kompozit
2021.07.27. – 85. keringés – magasság: 22905 km – RGB kompozit
2021.08.02. – 88. keringés – magasság: 20678 km – RGB kompozit
2021.08.02. – 88. keringés – magasság: 20678 km – RGB+UV kompozit
2021.08.09. – 91. keringés – magasság: 23963 km – RGB kompozit
2021.08.09. – 91. keringés – magasság: 23963 km – RGB+UV kompozit
2021.08.18. – 95. keringés – magasság: 19923 km – RGB kompozit
2021.08.18. – 95. keringés – magasság: 19923 km – RGB+UV kompozit
Hol találhatom meg az eredeti képeket, ha van ilyen?

A Hope által készített képek mindenki számára ingyenesen hozzáférhetők, mindössze egy egyszerű regisztrációt kell teljesíteni hozzá. A cikk írásakor egészen augusztus 30-ig vannak fent képek. Ezeket legegyszerűbben a „Quicklook” menü „EXI” almenüjéből lehet megtekinteni és letölteni. Az egyes képek viszont csak egy színcsatornát tartalmaznak, emiatt érdemes letölteni az összes elérhető képet a kiválasztott időpontból. Legjobb esetben hat színcsatorna érhető el: látható tartományban 437nm (kék), 546nm (zöld) és 635nm (vörös), és UV tartományban 220nm, 260nm, 320nm.

Az UV rétegek mi célt szolgálnak?

Ahogy a Föld esetében is, úgy itt is a felhőzet leginkább ezt a színtartományt veri vissza (a vizsgáltak közül). Emiatt ebben a tartományban láthatók a legjobban. A képeken a légkör látványának megerősítésére használtam az előbb említett ok miatt, de természetesen anélkül is megfigyelhetőek.

Miért vannak különböző színű keretek egyes képek körül?

Ez a jelenség nem mindegyik képen látható. Ennek oka, hogy az érintett képek egyes színcsatornáinak rögzítése közben a szonda a felszínhez képest akkora utat tett meg. De akkor miért hagytam rajta? Nos, éppen emiatt.

Milyen módosításokon estek át a képek?

A galériában látható eredményt úgy érhetjük el, hogy (a megfelelő igazítás mellett) színt adunk az egyébként szürkeárnyalatos képeknek (ehhez át kell konvertálni valamilyen RGB színprofilba), majd külön rétegekként egymás fölé helyezzük őket valamilyen erre alkalmas képszerkesztő programban (pl. GIMP, Affinity Photo, Photoshop, stb.). Az így kapott rétegek keverési módját (blend mode) állítsuk világosításra (lighten) vagy összeadásra (add), és már meg is kaptuk az RGB kompozit képünket. Ennél tovább is lehet menni természetesen (ahogy én is tettem a fenti képekkel), és véleményem szerint érdemes is. Ha valaki a további szerkesztés mellett dönt, a fehéregyensúly átállításával érdemes kezdeni, de nyugodtan kísérletezzük a különböző kontraszt beállításokkal is. Ezen folyamat után először is több képet felhasználva az egyik jégsapkán beállítottam az átlagos fehéregyensúlyt, amit néhány kivétellel a galéria összes képére alkalmaztam. Ezután a különböző kontrasztok beállítása és élesítés következett, majd minimális zajszűrés és exportálás.

Megoldódott a holdi kocka rejtélye

Szerző: Kovács Gergő

Megoldódott a titokzatos holdi “kocka” rejtélye: tavaly bejárta az internetet a kínai Jütü-2 holdjárótól 80 méterre lévő különös, kockára hasonlító objektum. Az űrszonda ezt az objektumot megközelítve világossá tette számunkra, hogy “mindössze” egy holdi szikláról van szó, mely egy kráter pereménél helyezkedik el. A sziklát Jáde Nyúlnak nevezték el, mely egyébként a Jütü-2 beceneve is egyben.

Képek: CNSA

A VIPER küldetés – A NASA visszatérése a Holdra

Szerző: Gombai Norbert

Immár több, mint 50 éve, hogy Neil Armstrong az Apollo 11 parancsnokaként kimászott a „Sas” névre keresztelt leszálló modul szűk nyílásán és egy „kis lépéssel” megvetette lábát a Holdon. Az Apollo program utolsó küldetése 1972-ben, az Apollo-17 volt. Ezután a hatalmas költségek miatt leállították a küldetéseket és embert szállító misszió nem indult többet égi kísérőnk felszínére.

A NASA 2017-ben jelentette be az Artemis programot, amelynek célja, hogy újra embert juttasson a Holdra sőt, állandó és fenntartható holdbázist alakítson ki annak felszínén. A hosszútávú célok között nem titkoltan a magánvállalatok bevonásával történő tudományos, gazdasági és bányászati tevékenységek is szerepelnek. Az Artemis program nem csak az emberiség Holdra való visszatéréséről szól. A missziók alatt összegyűjtött ismeretek és tapasztalatok nagyban segíteni fogják a közel(?)jövő Mars küldetéseit is.

Forrás: NASA

Az Artemis egy rendkívül összetett, nagyszabású program számos misszióval és alprojekttel, amelyek közül több már megvalósult, illetve jelenleg is folyamatban van. Ilyen projekt a kis és közepes méretű rakományok eljuttatása a Hold felszínére magáncégek segítségével (CLPS – Commercial Lunar Payload Services  – kereskedelmi célú hasznos teherszállítási szolgáltatás), amelynek részeként például az Astrobotic Technology magáncég Peregrine-nek nevezett leszálló egysége fogja a Holdra szállítani a magyar Puli Space Technologies mini roverét is.

Forrás: NASA

Néhány napja, szeptember 20-án hétfőn a NASA bejelentette az Artemis program egy újabb küldetésének leszállási helyét.

A VIPER (Volatiles Investigating Polar Exploration Rover –  illékony anyagokat vizsgáló sarki felfedező rover) misszió célja, hogy egy önjáró robot segítségével vízjég után kutasson a Hold déli pólusa közelében fekvő és állandóan árnyékban levő területeken. Konkrét landolási és kutatási helyszínként a Nobile-kráter nyugati pereménél elterülő 93 négyzetkilométeres részt jelölték meg. A NASA négy szempont alapján választotta ki a végső helyszínt:

  • Közvetlen rálátás a Földre, ami műholdas átjátszás nélküli kommunikációt biztosít.
  • A napfényhez való hozzáférés a rendszerek működtetéséhez szükséges napenergia előállításához.
  • A megfelelő terepviszonyok.
  • A várhatóan vízjeget tartalmazó helyszín tudományos értéke.

További három kutatóhely is szóba került a kiválasztási folyamat során. A Haworth-kráter, a Shackleton- és a de Gerlache-kráterek között húzódó gerinc, valamint a Shoemaker-kráter is versenyben voltak,  azonban a vizsgálatok alapján a Nobile-kráter felelt meg legjobban a kutatók és mérnökök által meghatározott feltételeknek.

“Miután a VIPER leszállt a Hold felszínére a déli pólus környékén víz és más erőforrások jelenlétére vonatkozó méréseket fog végezni.” – nyilatkozta nemrégiben Thomas Zurbuchen asztrofizikus, a NASA Science Mission Directorate megbízott igazgatója. “A VIPER által visszaküldött adatok világszerte további betekintést nyújtanak majd a holdkutatóknak Holdunk kozmikus eredetébe, fejlődésébe és történetébe.”

A VIPER holdjáró által összegyűjtött és Földre továbbított információ nemcsak azt segít majd megjósolni, hogy a hasonló terepviszonyok alapján hol található vízjég a Holdon, hanem egy globális holdi erőforrástérkép elkészítéséhez is hozzájárul majd. A golfautó nagyságú rover hat különböző helyszínt fog felkeresni a tervek szerint, összesen mintegy 16-24 km távolságot megtéve. A kutatók legalább három próbafúrást és mintavételt fognak végrehajtani a VIPER egy méter mélyre is leásni képes Trident fúrófejével. A küldetés tervezett időtartama 100 nap lesz, aminek bizonyos részében a 430 kg-os VIPER teljes sötétségben, akkumulátorai feltöltése nélkül kell, hogy üzemeljen. Fontos érdekesség, hogy a marsjáróktól eltérően a VIPER-rel szinte megszakítás mentesen tudnak majd kommunikálni az irányítóközpontból.

A VIPER projekt a korábban tervezett, ám 2018-ban törölt Resource Prospector küldetés utódja. A missziót a NASA már fentebb említett CLPS kezdeményezésének keretében élesztették újjá. A már ugyancsak említett Astrobotic Technology fejleszti a rovert Holdra juttató Griffin leszállóegységet, amit az Elon Musk által alapított SpaceX vállalat Falcon Heavy hordozórakétája fog elrepíteni a célig.

Miért olyan fontos, hogy van-e vízjég a Holdon?

Az indiai Chandrayaan 1 orbiter és a NASA LCROSS holdkráter megfigyelő és érzékelő műholdja hidroxid létezésére utaló nyomokat észleltek a holdi pólusokon, amiből vízjég jelenlétére következtethetünk az olyan állandóan árnyékos, napfénytől védett területeken, mint például a kráterek alja. Az ősi üstökösbecsapódások következtében a felszínen felhalmozódott nagy mennyiségű vízjég értékes, létfontosságú erőforrást jelenthet a jövő űrhajósai számára. A VIPER rover fedélzetén lévő műszerek célja, hogy vízjeget találjanak a Hold felszínen, vagy alatta. A Honeybee Robotics által fejlesztett TRIDENT (Regolith and Ice Drill for Exploring New Terrains) elnevezésű fúrókar képes akár egy méter mélyről is felszínre hozni a mintát további elemzés céljából. A talajmintákat az alábbi három műszerrel vizsgálja meg a holdjáró:

  • Mass Spectrometer Observing Lunar Operations (Msolo) – Illékony anyagok (például a vízjég),  ásványi összetétel elemzésére és az ionok tömeg-töltés arányának mérésére alkalmas spektrométer.
  • Near InfraRed Volatiles Spectrometer System (NIRVSS) – Eredetileg a Resource Prospectorhoz kifejlesztett műszer, amely a mintákban fellelhető illékony anyagok elemzésére (például, hogy az érzékelt hidrogén atomok vízmolekulákhoz, vagy hidroxilhoz kapcsolódnak-e), valamint a kőzetminta ásványi anyag összetétel vizsgálatára szolgál. A redszer része egy széles spektrumú, a fúrót figyelő kamera, valamint a felszín hőmérsékletét nagyon kis léptékben érzékelni képes szenzor is.
  • Neutron Spectrometer System (NSS) – Érzékeny neutron spektrométer-rendszer, amely a vizet 10 milliomodrésznyi érzékenységig képes kimutatni.
Forrás: NASA

A VIPER navigációs kamerákkal, sztereokamerákkal és a veszélyes tereptárgyak észlelésére és elkerülésére szolgáló kamerákkal is fel lesz szerelve. A rover várhatóan hosszú éles árnyékokkal és sötét völgyekkel tagolt,  állandó szürkületben lévő holdi tájat fog dokumentálni, amely teljesen eltér majd a korábbi leszállóhelyek fény és terepviszonyaitól.

Forrás: NASA

A Curiosity és a Perseverance mars roverek futómű rendszereivel ellentétben a VIPER négy keréken fut, amelyek mindegyike független felfüggesztéssel és aktív kormányzással rendelkezik. Ez lehetővé teszi a holdjáró oldalirányú mozgatását is. A VIPER kétfajta sebességgel tud haladni. A lassú, 10 cm/másodperc sebességet a tudományos műveletek során használják majd, míg ennek kétszeresével a pontról pontra való haladáskor mozgatják a holdjárót.

Forrás: NASA

A VIPER lesz a NASA első automata rovere a Holdon. Landolását 2023. második felére tervezik. Előtte azonban több holdraszállási kísérletre is sor kerülhet még. A már említett CLPS-missziókra, az Astrobotic Peregrine Lander és az Intuitive Machines Nova-C Lander jóvoltából akár már jövőre sor kerülhet. Oroszország azt reméli, hogy 2022-ben a Holdra küldheti Luna 25 nevű leszállóegységét, és a Japán Űrkutatási Ügynökség is tervezi a Smart Lander for Investigating the Moon (SLIM) nevű holdi leszállóegység Holdra juttatását.

Forrás: Astrobotic.com

A feltörekvő űrhatalmak közül India és Izrael is újabb holdi küldetéseket tervez a 2019-es sikertelen leszállási kísérleteket követően. India a Chandrayaan 3-mal, Izrael pedig a Firefly Aerospace Genesis leszállóegységével száll majd be a „Hold-versenybe”.

A NASA 2025-ben a Lunar Trailblazer űrszondát küldi a Hold felszíni jegének feltérképezésére. A Trailblazer a NASA SIMPLEx programjának részét képező kisebb küldetésként a nagyobb napfizikai IMAP küldetéssel fog együtt utazni. A Hold körüli pályán is nagy forgalom várható. A NASA egyenlőre még tervezi a Space Launch System (SLS) rakéta első, személyzet nélküli repülését 2021 decemberében, amely megkerülve a Holdat 10 apró műholdat fog pályára állítani. Az SLS az a rakéta, amely végső soron az amerikai űrhajósokat viszi majd vissza a Holdra.

Ezt megelőzően azonban a CAPSTONE orbiter indul útnak 2021. október 20-án a NASA Wallops indítóközpontjából egy Rocket Lab Electron rakéta rakományaként. A CAPSTONE projekt a tervek szerint 2024-ig megépülő Lunar Gateway platform koncepcionális és technikai alapjait hivatott lerakni. A Lunar Gateway egy, a Hold körül keringő űrállomás lesz, amely tudományos laboratóriumként és mintegy tranzit állomásként fog szolgálni a jövő Hold, Mars és mélyűr küldetéseihez.

Forrás: NASA

Látható, hogy a holdkutatás és űrhajózás izgalmas évei állnak előttünk és a VIPER rover missziója a Nobile kráter sötét régióinak felfedezésére csak egy a sok rendkívül érdekes küldetés közül.

Vízpára a Ganymedesen

Szerző: Pál Balázs

A Hubble űrtávcső első alkalommal talált a vízpára meglétére utaló egyértelmű bizonyítékot a Jupiter legnagyobb holdján, a Ganymedesen.

A Ganymedes a Hubble Űrtávcső 1996-os felvételén. Fotó: HST/NASA/, J. Spencer

A Plutóénál több, mint 2,2-szer nagyobb sugarú Ganymedes a Naprendszer 9. legnagyobb objektuma és az egyetlen ismert hold, mely mágneses térrel rendelkezik. Szerkezete “differenciált”, tehát – pl. a Földhöz is hasonlóan – rétegekből áll, melyek egyikét nagy valószínűséggel egy felszín alatti óceán tölti ki. Ennek víztartalma a becslések szerint akár nagyobb is lehet, mint a földi óceánoké egyesítve. Jelen biológiai ismereteink egyértelműen kijelentik, hogy ahol víz található, ott akár az élet valamilyen formája is kialakulhatott. Emiatt a Ganymedes kéreg alatti óceánja kiemelt vizsgálat tárgyát képezi már régóta a Földön kívüli élet utáni kutatás terén.

A Ganymedes ultraibolya fényben, 1998-ban. Fotó: NASA/ESA/L.Roth

A Hubble űrtávcső STIS (Space Telescope Imaging Spectrograph) nevű műszere már 1998-tól kezdve figyeli meg az UV-tartományban a Ganymedes auróráját. Az eredmények akkori vizsgálata a Föld (és más bolygók) aurórájában is megtalálható jellegzetességek jelenlétét tárta fel. A struktúrában található feltérképezett hasonlóságokat a Ganymedes atmoszférájában található molekuláris oxigén (O2), míg a különbségeket az atomos oxigén (O) jelenlétével magyarázták.

A Ganymedes a Juno felvételén. Fotó: /JPL-Caltech/SwRI/MSSS

2018-ban a Svédországban található Királyi Műszaki Intézet (KTH), Lorenz Roth által vezetett kutatócsoportja kezdett hozzá a Ganymedes aurórájával kapcsolatos vizsgálatoknak a Hubble űrtávcső COS (Cosmic Origins Spectrograph) nevű műszerével. Az új adatok vizsgálatával, valamint a STIS műszerből származó, 1998 és 2010 közötti archív adatok összehasonlításával arra a megdöbbentő eredményre jutottak, hogy közel sem található a korábbi magyarázat bizonyításához szükséges mennyiségű atomos oxigén a légkörben. Az eredetileg megfigyelt eltéréseket tehát valami más kell okozza.

A magyarázatot végül Roth és csapata a 2021 júniusában megjelent cikkében adta meg. A 2018-as megfigyelés során a Ganymedes két helyzetében vizsgálták annak auróráját. Egyik esetben mikor az árnyékban volt a Jupiter mögött, másik esetben pedig mielőtt még a napfényből a Jupiter árnyékába került volna. A két pozícióból származó adatok összehasonlítása során arra jutottak, hogy az egyenlítő körül a Nap megvilágítása képes annyira felmelegíteni a felszínt, hogy a vízjég alkotta tartományokból vízpára szublimáljon a légkörbe.

A felfedezés nagy bizakodással tölti el az Európai Űrügynökség (ESA), 2022-ben induló JUICE (JUpiter ICy moons Explorer) névre keresztelt programjában dolgozókat, melynek célja a Jupiter és annak három legnagyobb holdjának, ezek közül pedig első sorban a Ganymedesnek a vizsgálata lesz.

Források:
[1] : https://esahubble.org/news/heic2107/
[2] : Roth, Lorenz, et al. “Evidence for a sublimated water atmosphere on Ganymede from Hubble Space Telescope observations.” arXiv preprint arXiv:2106.03570 (2021).

Bolygós rövidhírek: megérkeztek az első friss képek a Ganymedesről

Szerző: Kovács Gergő

Ahogy korábbi hírünkben beszámoltunk róla, június 7-én a Juno űrszonda eddig páratlanul közel, 1038 kilométerre repült el a Jupiter legnagyobb holdja, az 5262 kilométeres Ganymedes mellett. Egy nappal a Ganymedes-közelítés után már meg is érkeztek az első képek a Naprendszer legnagyobb holdjáról – olvasható a NASA oldalán.

A Juno űrszonda közelebb repült a Jupiter legnagyobb holdjához, mint eddig bármelyik űrszonda az elmúlt több, mint két évtizedben.

Az első két felvételt a JunoCam, valamint a Stellar Reference Unit – Csillagászati Referenciaegység nevű kamerák készítették a Ganymedesről, olyan figyelemre méltó részleteket mutatva, mint meteoritkráterek, egymástól elkülönülő sötét és világos foltok, valamint olyan felszínformák, melyek tektonikus törésekhez köthetőek.

“Ez volt az az űrszonda, mely legközelebb repült ehhez az óriási holdhoz, egy nemzedék alatt.” – fogalmazott Scott Bolton, a Southwest Research Institute munkatársa, a Juno fő kutatásvezetője. “Időbe fog telni, mire bármilyen tudományos következtetést levonunk, de addig is egyszerűen csak csodálhatjuk ezt az égi csodát.”

A Ganymedes a Juno jún 7-ei felvételén. Kép forrása: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS

Az űrszonda, JunoCam nevű, látható fényben operáló kamerájának zöld csatornájában, a hold csaknem egy teljes oldalát megörökítette. Később, ha a kamera vörös és zöld csatornáinak képei is megérkeznek, a felvételekből képesek lesznek egy valódi színes kompotizot is készíteni, melyen a képfelbontás pixelenként 1 kilométer lesz. Az űrszonda továbbá a Stellar Reference Unit nevű, a Juno-t a pályán tartó navigációs kamerával is készített egy felvételt a hold árnyékos, pusztán a Jupiter fényében derengő feléről.

Ez a felvétel a Ganymedes árnyékos oldaláról készült a Stellar Reference Unit nevű kamerával. A kép felbontása 600 és 900 méter/pixel közé esik. Kép forrása: NASA/JPL-Caltech/SwRI

Az űrszonda a közeli jövőben további felvételeket fog küldeni a Ganymedesről. Emellett a Juno mélyebb betekintést fog nyújtani a hold összetételébe, mágneses terébe, ionoszférájába és jégburkába. A ’70-es évek óta feltételezzük, hogy a Ganymedes felszíne alatt a Naprendszer egyik (ha nem “a”) legnagyobb óceánja rejtőzhet két jégréteg közé szorulva. Itt feltétlen meg kell említeni, hogy az óceán alatti jégrétegre már más nyomás hat, így a jég a Földön is ismert I-es (hexagonális) fázis helyett VI-os (tetragonális) fázisban van, mely jégréteg alatt egy sziklás köpeny, illetve egy részben olvadt fémes mag található.

A Ganymedes felépítése. A két, eltérő sűrűségű jégréteg között a Naprendszer egyik legnagyobb óceánja lehet.
Forrás: Kelvinsong – Wikipedia; CC BY-SA 3.0

Akárcsak az Europa, úgy a Ganymedes hold is ideális feltételeket biztosít az élet kialakulása számára. Későbbi kutatások felfedték, hogy a hold mágneses terére, és így a sarki fényére is hatással vannak a felszín alatti tengeráramlatok, bizonyítva a nagy mennyiségű folyékony víz jelenlétét.

A Juno a későbbiekben a Jupiter két másik holdja, az Europa és az Io mellett is elrepül, mielőtt küldetése végéhez érne.

Bolygós rövidhírek: a Juno közelről is megvizsgálja a Ganymedest

Szerző: Kovács Gergő

CIKKÜNK FRISSÜLT!

Június 7-én a Juno űrszonda eddig páratlanul közel, 1038 kilométerre repül el a Jupiter legnagyobb holdja, az 5262 kilométeres Ganymedes mellett – számol be a NASA a Juno misszió oldalán. A fényképfelvételek mellett a Juno mélyebb betekintést nyújt a hold összetételébe, mágneses terébe, ionoszférájába és jégburkába.

A Ganymedes Jupiterrel átellenes féltekéje a Galileo űrszonda felvételén. (NASA/JPL)

“A Juno olyan érzékeny műszerek sorát foglalja magába, melyekkel úgy láthatjuk a Ganymedest, mint soha azelőtt” – fogalmazott Scott Bolton, a Southwest Research Institute munkatársa, a Juno fő kutatásvezetője. “Azzal, hogy ilyen közel repülünk el mellette, a Ganymedes kutatását XXI. századi szintre emeljük, kiegészítve a jövőbeli küldetéseket páratlan szenzorainkkal, és segítve a Jupiter-rendszerbe irányuló küldetések következő generációinak előkészítését.”

A Ganymedes geológiai térképei a NASA Voyager 1 és 2 űrszondáinak és a NASA Galileo űrszondájának legjobb rendelkezésre álló képeinek felhasználásával. Kép forrása: USGS Astrogeology Science Center/Wheaton/NASA/JPL-Caltech

A Juno műszerei már három órával a legnagyobb közelség előtt elkezdik az adatok gyűjtését. Az űrszonda ultraibolya spektrométerével (UVS), infravörös sarkifény-térképező műszerével (JIRAM) és mikrohullámú radiométerével (MWR) pillant a hold jégburka alá, új ismereteket gyűjtve az összetételéről és belső hőmérsékletéről.


UPDATE: június 8-án megérkeztek a Juno első képei a Ganymedesről:

A Ganymedes a Juno jún 7-ei felvételén. Kép forrása: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS

Bolygós rövidhírek: vulkánok lehetnek az Europa óceánja alatt

Szerző: Kovács Gergő

A Geophysical Research Letters-ben megjelent friss tanulmány szerint a Jupiter Europa holdja belsejében elégséges a hő tenger alatti vulkánok működtetéséhez, számol be a Phys.org. Egy új kutatás és számítógépes szimulációk szerint a hold jeges felszíne tekintélyes méretű óceánt rejteget, mely alatt a sziklás köpeny elég forró lehet ahhoz, hogy olvadt állapotban legyen. A modell szerint a legtöbb hő és így a legaktívabb vulkanizmus a hold pólusai közelében lehet.

A 2024-ben induló, az Europahoz 2030-ban megérkező Clipper. Forrás: NASA/JPL-Caltech

A NASA 2024-ben induló, és a holdat 2030-ban elérő Clipper űrszondája több alkalommal is igen közel fog elszáguldani az Europa mellett, hogy részletesen feltérképezze annak felszínét és megvizsgálja a hold ritka légkörét is. Ahogy az űrszonda feltérképezi a holdat, annak felszínét, gravitációs és mágneses mezejét, illetve az ezekben jelentkező anomáliákat, megerősítést kaphatunk a vízalatti vulkanizmus létéről.

Az Europa jégpáncélja alatt folyékony vízréteg, egy olvadt szilikátköpeny és egy vasmag található; az új kutatás segít megérteni, hogyan képes a belső hőtermelés működésben tartani a tenger alatti vulkánokat. Forrás: NASA/JPL-Caltech/Michael Carroll

Bár a Clipper nem egy életnyomok után kutató misszió, segít jobban megismerni az Europa fizikai felépítését, így képes alátámasztani azt a feltevést, hogy az égitest képes lehet-e az élet kialakulásához szükséges feltételeket biztosítani. Továbbá segít jobban megértetni az élet kialakulását saját bolygónkon, valamint útmutatást adni az életnyomok más égitesteken történő kereséséhez.