Konkrét célpont nélküli küldetést indít Európa az űrbe

Az Európai Űrügynökség, az ESA szerdán bejelentette egy több űrszondamodulból álló „Comet interceptor” (üstökös elfogó) innovatív küldetéskoncepció megvalósítását az űrhivatal tudományos programjának keretében. Az űrszonda célja egy, a Naprendszer belső részébe tévedő érintetlen üstökös, vagy potenciálisan egy Oumuamuához hasonló, más naprendszerből származó objektum vizsgálata.

Ez lesz az első alkalom, hogy egy űrszondát előre meghatározott célpont nélkül, várakozó pályára indítanak. A tervek szerint a szonda egy még felfedezésre váró üstököst fog meglátogatni, amikor az a Föld pályája mellett halad el, valamikor a 2030-as évek elején. A három különálló modulból álló szonda több nézőpontból, egyszerre végez majd megfigyeléseket, ami lehetővé teszi, hogy az objektumról háromdimenziós adatokat nyerjenek. 

A Naprendszer Oort-felhőnek nevezett, távoli tartományából érkező, jeges törmelékből álló üstökösök a Naprendszerünk keletkezésének idejéből származó anyagokat hordoznak, szerepet játszhattak a víz Földre juttatásában és a földi élet keletkezésében.

„Érintetlen vagy dinamikailag új üstökösök teljesen ismeretlenek a tudomány számára és jó célpontokat szolgáltatnak közeli űrszondás felderítések számára, hogy jobban megértsük az üstökösök kialakulását, változását és változatosságát”

– mondta Günther Hasinger, az ESA tudományos vezetője, hozzátéve: „üstökösöket célba vevő korábbi küldetéseink, a Giotto és a Rosetta páratlan tudományos eredményeket hoztak. De most itt az idő, hogy ezekre a sikerekre építve meglátogassunk egy érintetlen üstököst, vagy készen álljunk a következő Oumuamuához hasonló csillagközi objektumra.”

Giotto volt az első űrszonda, amely feltárta egy üstökös magját a Halley üstökös melletti 1986-os elhaladása során. A 2004-ben indított Rosetta még nagyobb sikert hozott az ESA-nak: a szonda 2014-től kezdve közel két éven át vizsgálta a 67P/Csurjumov-Geraszimenko üstököst, Philae-leszállóegysége pedig végrehajtotta az első üstökösön való landolást.

8 év az indításig

Comet Interceptort az űrhivatal gyors kategóriájú küldetésnek nevezi arra utalva, hogy csak 8 év van a projekt fejlesztésére és a szonda indítására. Az ebbe az osztályba tartozó projektek 1000 kilogrammnál alacsonyabb indítási tömeggel rendelkeznek majd, és más, drágább küldetésekkel együtt jutnak majd a világűrbe, pontosabban a Naptól nézve a Föld „mögött” található Lagrange 2 (L2) pontba. A Lagrange pontok a  két nagyobb objektum közötti gravitációsan stabil helyet jelölik. A Nap-Föld rendszerben 5 ilyen kis régió van, tulajdonságaik kiváló helyszínné teszik őket űrtávcsövekNap-megfigyelő és egyéb űrszondák számára.

A Comet Interceptor valószínűleg az ESA Ariel nevű exobolygó-vizsgáló űrtávcsövével együtt indul útnak 2028-ban. Mindkettő a Földtől 1.5 millió kilométerre lévő L2 pontba fog megérkezni. A Comet Interceptor pedig innen kezdi majd utazását saját hajtóművei segítségével a kiszemelt célpontja felé.

Fantáziarajz a Comet Interceptor küldetésrőlFotó: ESA

Nem csak a szonda fejlesztési ideje szokatlanul rövid az ESA számára, a kiválasztási procedúra is kevesebb mint egy év alatt zajlott le. A 2018 júliusában meghirdetett küldetésválasztó folyamatra 23 rövid tervezet érkezett, ezek közül hat pályázót választottak ki, közülük pedig végül a Comet Interceptor került ki győztesen ezen a héten.

3D felderítés három szondával

A több, együtt dolgozó, összekapcsolt modulból álló űrszonda tehát a Lagrange 2 pontban fog várakozni, amíg a kutatók megfelelő célpontot nem találnak számára. Ha sikerül, a szonda útnak indul a kiválasztott objektum felé, majd néhány héttel a megérkezés előtt a modulok szétválnak egymástól. Mindegyik almodul egy teljes tudományos műszercsomagot foglal magában, amelyek a három különálló szondának köszönhetően különböző nézőpontból tanulmányozzák majd az üstökös magját és annak gáz-, por- és plazmakörnyezetét. Ezek a mérések teszik lehetővé majd a háromdimenziós modell felállítását, ami jelentősen javítani fogja az ismereteinket az üstökösökről és azok napszéllel való interakciójáról.

Az egyik tudományos műszerekkel szerelt alszondát a Japán Űrügynökség, a JAXA biztosítaná, míg a másik kettőt és a hármast hordozó, valamint kommunikációt és meghajtást biztosító egységet pedig az ESA. A tudományos méréseket végző részegység-trió ezeket a műszereket szállítja majd:

  • A űrszonda (ESA): “Üstököskamera” nagy felbontású képek készítéséhez az objektum magjáról. MIRMIS infravörös spektrométer a mag és a kóma (azaz a mag körül keletkező ködszerű gázfelhő) összetételének meghatározására. DFP por- és plazmaberendezés, amely az üstökös körüli töltött gázokat, energetikus részecskéket, gyenge mágneses tereket és port vizsgálja majd.

  • B1 űrszonda (JAXA): Hidrogénkép-készítő UV kamera, amely az objektum körüli hidrogén gázt térképezi fel. Plazmadetektor, amely a töltött gázokat és mágneses tereket vizsgálja. WAC széles látószögű kamera az üstökös magjának tanulmányozására.

  • B2 űrszonda (ESA): OPIC képalkotó berendezés az üstökösmag és a porkitörések látható és infravörös tartományú feltárására. MANIaC tömegspektrométer az üstököst elhagyó gázok összetételének megállapítására. EnVisS: az üstökös kómájában található gázok és por eloszlásának vizsgálata. DFP plazma- és pordetektor.

Az ESA korábbi üstököskutató szondái, a Giotto és a Rosetta rövid periódusú üstökösöket látogattak meg. Ezek kevesebb mint 200 évente kerülik meg a Napot, így a Naprendszerünk több mint 4,5 milliárd éves története során rengetegszer jártak már a belső Naprendszerben, és a Nap hatásai miatt nagy változásokon mentek keresztül. A Rosetta által meglátogatott 67P üstökös például 6,5 évente kerüli meg a Napot, míg a Giotto Halley üstököse 76 évenként. Ezzel szemben a Comet Interceptornak olyan célpontot választanak majd, amely a Naprendszer legtávolabbi szegletéből, az Oort-felhőből először kerül a Nap közelébe, és szinte érintetlen anyagokat tartalmaz a Naprendszer hajnaláról. A minimális mértékű átalakuláson keresztülment üstökös így rengeteg új információval szolgál majd ezen objektumok időbeli változásáról.

Készenlétben állva egy érdekes objektum érkezésére

A legizgalmasabb, de sokkal kevésbé valószínű lehetőség pedig egy, a csillagközi térből érkező, egy másik naprendszerben keletkezett objektum meglátogatása. A 2017-ben felfedezett Oumuamua volt az első, szinte biztosan a Naprendszeren kívülről érkezett objektum, amelyet sikerült érzékelni. Egy ilyen objektum vizsgálata forradalmasíthatná a bolygótudományt, de legalábbis biztosan lehetővé tenné, hogy megértsük a kisebb égitestek más csillagrendszerekben történő formálódását és változását. 

Eddig új üstökösöket csak néhány hónappal, esetleg néhány évvel legnagyobb Naphoz való közelségük előtt sikerült felfedezni, az Oumuamuát pedig már csak a Naptól távolódó pályán sikerült megpillantania a Pan-STARRS teleszkóp rendszernek, lehetetlenné téve az objektum közeli, űrszondás vizsgálatát. Mint ahogy a küldetésben részt vevő kutatók egyike felvázolta, a Comet Interceptor elméletben képes lett volna az Oumuamuával való találkozásra és az objektum felderítésére, ha a csillagközi vendéget egy kicsivel korábban fedezik fel.

Most pörög fel az üstököskutatás

A Comet Interceptor küldetést lényegében a csillagászati távcsövek és a földi objektumkeresési technológiák fejlődése teszi lehetővé, amelyekkel egyre távolabbi és egyre kisebb objektumokat képesek megtalálni a szakemberek. A PAN-STARRS mellett a Chilében jelenleg még épülő Large Synoptic Survey Telescope (LSST, Nagy Szinoptikus Kereső Teleszkóp) fontos szerepet vállal majd új objektumok, de különösen üstökösök utáni kutatásban. Az LSST 2023-tól kezdi meg működését, egyik feladata pedig a Comet Interceptor számára megfelelő célpontok utáni kutatás lesz. Az ESA szakemberei azzal számolnak, hogy az indítástól számítva 5 éven belül sikerül a szondának megfelelő célpontot találni, és ez az időtartam elég lesz még a küldetés befejezésére is.

A NASA New Horizons űrszondája bizonyította az 2014MU69 (becenevén: “Ultima Thule”) 2019. január 1-jei meglátogatásával, hogy a küldetés indításakor még fel nem fedezett objektumok felderítése – még a Naprendszer távoli részein is – technikailag lehetséges, és óriási potenciál rejlik benne. 

A Comet Interceptor küldetés sikere esetén elterjedhet, hogy űrszondákat parkoltassanak a Földhöz közel, hogy aztán időben valamilyen újonnan felfedezett objektumhoz irányíták őket. Ez a földi teleszkóprendszerek fejlődésével együtt biztosítaná, hogy a következő Oumuamuát már közelről is meg tudjuk vizsgálni, ha Naprendszerünk belső részébe téved.

Kapcsolódó cikkek a Qubiten:

Magyar kutatók titkos élete: nappal tudós, este bűvész

Kevesen gondolnák, hogy a magyar tudományos élet prominens képviselői szabadidejüket bűvésztrükkök gyakorlásával és előadásával töltik. Összeegyeztethető a megtévesztésen alapuló varázslás a tényeket szentként tisztelő tudománnyal? Gáspár Merse Előd fizikus és bűvész négy elismert magyar kutatóval beszélgetett a nagy trükkről.