2021 az űrben: Repültünk a Marson, kisbolygónak ütköző szondát indítottunk, és útnak indult a James Webb

Támogasd a tudomány népszerűsítését, segítsd a munkánkat!

2021 mozgalmas év volt az űrkutatásban és a csillagászatban, amit a James Webb űrtávcső december 25-i sikeres fellövése koronázott meg. A Naprendszer égitestjeit kutató robotszondáink idén is remekeltek, átszáguldottak a napkoronán, landoltak a Marson, felderítették a Jupiter legnagyobb holdját, és a Neptunuszon túl, elképzelhetetlen távolságokba kalandoztak.

Ha a Földhöz közelebb maradunk, a magánűrhajózás is sosem látott szinteket ért el. Idén a Virgin Galactic és a Blue Origin révén végre tényleg beindult az űrturizmus, a SpaceX tovább építi a Starlink műholdasinternet-rendszerét, és lassan elkészül Starship űrhajó is. Kína idén beüzemelte saját űrállomását, és az is egyre világosabb, hogy a Nemzetközi Űrállomás nem fogja 2030-nál tovább húzni, ezért a NASA magánállomásokkal akarja felváltani. A James Webb sikeres indításával a csillagászok is jó évet zártak, a hazai kutatók pedig az első, magyarok által vezetett, asztrofizikai tesztműhold, a GRBAlpha fejlesztésére lehetnek büszkék, ami márciusban sikeresen Föld körüli pályára állt.

James Webb és a GRBAlpha

December 25-én a Guyana űrközpontból sikeresen elindult a James Webb, az eddigi legnagyobb és legfejlettebb űrtávcső. A nagyrészt amerikai építésű, de európai rakéta által hibátlanul pályára állított infravörös teleszkóp sok minden más mellett az univerzum legősibb galaxisait és Földhöz hasonló, más csillagok körül keringő bolygók légkörét fogja megfigyelni 2022 nyarától. A távcsőre, amely a Holdnál is messzebb utazik tőlünk, addig is vár még egy néhány hónapos, számos rizikót tartogató beüzemelési periódus.

A James Webb berendezéseiIllusztráció: Tóth András/Qubit.hu/Northrop Grumman

Bár a James Webb jelentősége óriási a csillagászoknak és tágabban a tudománynak, a magyar kutatók idén a GRBAlpha asztrofizikai tesztműhold indításának is hasonlóan örültek. Az év csillagászati és űrkutatási eredményét firtató kérdésünkre Kereszturi Ákos bolygókutató, a Csillagászati és Földtudományi Kutatóközpont Csillagászati Intézetének tudományos munkatársa elmondta, hogy ő a GRBAlphát tartja a legfontosabbnak 2021-ben, mert az „belépést nyújt Magyarországnak a nemzetközi asztrofizikai műholdakat készítő és használó államok elit klubjába.”

A GRBAlpha asztrofizikai tesztműholdFotó: Csillagászati és Földtudományi Kutatóközpont Csillagászati Intézete

Az apró műhold azt teszteli, hogyan lehet költséghatékony módon megfigyelni az univerzum legnagyobb energiájú elektromágneses eseményeit, a gamma-kitöréseket – mint Pál András csillagász a 24.hu-nak korábban elmondta, egy gamma-sugárzás hatására fényt kibocsátó cézium-jodid kristály és a fényt érzékelő szenzorok segítségével. A GRBAlpha egy apró műholdakból álló, az egész égboltot lefedő, gamma-sugárzást észlelő és kitörések forrásait lokalizáló műhold-konstelláció előfutára lehet.

A CSFK Csillagászati Intézetéből mások az európai Gaia űrtávcső ED3 katalógusa alapján végzett kutatómunkát tartották a legfontosabb idei eredménynek. A 34 hónapnyi megfigyelést és 1,46 milliárd csillag, illetve más égitest helyzetére, valamint mozgására vonatkozó információt tartalmazó katalógust még 2020 decemberében publikálták, de a csillagászok – köztük a magyar szakemberek – idén tudtak érdemben foglalkozni az adatokkal. A Gaia mérései a csillagok viselkedésének megértését is segítik, ahogy erről Molnár László csillagász a Qubiten is beszámolt.

Űrállomások és űrturizmus

A Nemzetközi Űrállomáson idén 21 éve tartózkodnak folyamatosan űrhajósok. Az alacsony Föld körüli pályán keringő kutatólaboratórium közel 190 milliárd dolláros összköltségéről és ahhoz viszonyítva nem túl áttörő tudományos eredményeiről novemberben részletes cikkben írtunk. Az állomás technológiai jelentősége ennek ellenére vitathatatlanul hatalmas, részben azért, mert lehetőséget ad a hosszú távú űrbeli tartózkodáshoz szükséges technológiák tesztelésére, amire jó példa az űrruhák mikrobákkal való tisztításának vagy az űrbeli növénytermesztésnek a kipróbálása.

Az ISS-hez csatlakozott Endeavour űrsikló 2011 májusában, a Szojuz űrhajóról megörökítveFotó: NASA/Paolo Nespoli

Az ISS működése 2025-ig biztosított, de valószínűnek tűnik, hogy amennyiben nem szólnak közbe diplomáciai nehézségek, az állomás öregedése és a néha előforduló technikai malőrök (mint az új orosz Nauka modul hajtóműveinek véletlen begyújtása idén júliusban) ellenére ez 2030-ig kitolható. Annyi biztos, hogy a november közepi orosz műholdellenes rakétateszt, amely az Egyesült Államok szerint az űrállomást is veszélybe sodorta, tovább rontotta az amerikai-orosz viszonyt és a jövőbeli, világűrbeli együttműködés lehetőségét. Idén az is egyértelműbbé vált, hogy az ISS-t 2030-tól magán űrállomások váltják, amelyek tervezésére a NASA már most több száz millió dollárt költ.

Kína eközben saját űrállomása, a Tienkung (Mennyei Palota) építését is megkezdte áprilisban, és két legénység már meg is látogatta a fedélzetet. Az elkészülése idején az ISS tömegének egyötödét kitevő állomáson jelenleg három kínai űrhajós tartózkodik, és két újabb modul csatlakozik majd hozzá 2022-ben. A kínai-amerikai űrversenyt idén Kína távlati űrcéljainak kijelölése jellemezte, mint a közös orosz-kínai holdbázisépítés, vagy a kevésbé reális 2033-as kínai Marsra szállás terve. Ezeknél is nagyobb visszhangot váltott ki az Egyesült Államokban egy kínai hiperszonikus fegyver augusztusi tesztje, melyet Mark Milley, az első számú amerikai katonai vezető „nagyon aggasztónak” és „Szputnyik-pillanathoz közelinek” nevezett. Az Egyesült Államok eközben nukleáris meghajtású hajtóművet tervez építeni, amely jól jöhet majd egy emberes Mars-utazáshoz. Emellett most úgy tűnik, hogy az USA 2025-ben juttathat ismét embert a Holdra, ahol mostanában kínai holdjárók furcsa sziklákra bukkannak.

William Shatner a New Shepard űrhajó fedélzetén végzett repülése utánFotó: JOSE ROMERO/AFP

A nagyhatalmi feszültségeken túl az idei év leginkább az űrhajózási magánszektor sikeréről szólt. Az Elon Musk vezette SpaceX tovább folytatta hatalmas űrhajója, a Starship építését, amely talán 2022-ben el is végezheti első, Föld körül pályáig tartó repülését. A Falcon–9 és Dragon–2 űrhajók ismét számos repülésen vannak túl, de fejlődik a Starlink műholdas rendszer is, amelynek szolgáltatásával (vagy annak hiányával) sokan elégedetlenek. A Virgin Galacticnak és a Blue Originnek köszönhetően idén nagy lépéseket tett előre az űrturizmus is. Sir Richard Branson júliusban, a Virgin Galactic Unity nevű szuborbitális űrhajójának fedélzetén megkarcolta a világűr határát, majd pár nappal később Jeff Bezos, az Amazon alapítója a Blue Origin New Shepard rakétájával át is lépte a Kármán-vonalat, 106 kilométer magasra emelkedve. A New Shepard második sikeres repülésén maga William Shatner, a Star Trek James T. Kirk kapitánya is részt vett, aki 90 évesen a valaha volt legidősebb asztronautává vált.

Átrepülés a napkoronán és visszatérés a Vénuszhoz

A NASA rekorder napszondája, a Parker Solar Probe idén sem tétlenkedett, nyolcadjára közelítette meg a Napot, és 18 millió kilométert repült a napkoronában, központi csillagunktól 11,1 millió kilométerre. A Napot számos űrszonda és műhold figyeli még a Parkeren kívül, amelyeknek köszönhetően lenyűgöző timelapse-videókat lehet összerakni a földi életet biztosító csillagról. Több év után a Naphoz legközelebb eső bolygó, a Merkúr is kapott egy látogatót, az európai-japán BepiColombo űrszondát, amely első elhaladásának örömére le is fotózta a bolygót.

A BepiColombónak térkép e táj: az első, az űrszondák által továbbított felvételen már jól kivehetők az égitest jellegzetes objektumaiFotó: ESA / JAXA

A Vénusszal foglakozó bolygókutatóknak 2021 egészen biztosan történelmi évként marad majd meg, ugyanis 30 év után a NASA eldöntötte, hogy két űrszondával tér vissza kozmikus szomszédunkhoz. A DAVINCI+ szonda egy légköri ereszkedőegység lesz, így leginkább a bolygó titokzatos légkörét, valamint a felszínt fogja vizsgálni, míg a VERITAS a felhőzet által permanensen eltakart felszínt térképezi majd fel radarjával, soha nem látott felbontásban. A NASA után az Európai Űrügynökség is csatlakozott a Vénuszra való nagy visszatéréshez, EnVision űrszondájuk a VERITAS-hoz hasonló méréseket tervez végezni. 2020-ban is elég sok szó esett a Vénuszról, miután egy kutatócsoport foszfint mutatott ki a légkörében, amit az élet lehetséges jeleként interpretáltak. A foszfinjel azonban részben elpárolgott a jobb mérési kalibrációk után, és idén két jelentős kutatás is arra jutott, hogy jelenleg nem lehetséges az élet a Vénusz légkörében, illetve hogy a bolygó valószínűleg sosem lehetett lakható.

Szerves molekulák és űrverseny a Marson

Február 18-án megérkezett a Marsra az eddigi legfejlettebb szonda, amit az emberiség egy másik bolygóra küldött: a NASA Perseverance marsjárója. A szonda célja az ősi életnyomok utáni kutatás a Jezero-kráterben, valamint kőzetminták vétele későbbi, Földre való visszahozatal céljából. A marsjáró saját landolását több szögből rögzítette, az elkészült videóval pedig átélhetjük, milyen lenne, ha mi is a Perseverance-szel utaztunk volna a vörös bolygó felszínére. Két hónappal később a küldetés történelmet írt az Ingenuity helikopter első felszállásával, a kis drón ugyanis végrehajtotta az első motoros repülést egy másik bolygón. Ezután a Perseverance még egy kis oxigént is termelt, hogy letesztelje, miként lehetne rakétaüzemanyagot előállítani a mars légkörében lévő szén-dioxidból.

A Perseverance által készített szelfin a marsjáró és az Ingenuity helikopter látható a Mars felszínén. A felvétel a Perseverance robotkarján található kamerával készültGif: NASA/JPL-Caltech

De nemcsak a NASA örülhetett marsi sikereinek, ugyanis május 14-én a kínai Csu-zsung marsjáró is hibátlan leszállást hajtott végre az Utopia Planitia területén, így az első működő, nem amerikai marsi leszállóegységgé vált, 45 évvel a Viking–2 ugyanebben a régióban történő landolása után. Bill Nelson, a NASA vezetője a Csu-zsung sikeres landolásához fűzött gratuláció után néhány nappal Kínát „nagyon agresszív versenytársnak” nevezte, amiből jól látszik, hogy az Egyesült Államok és Kína közti stratégiai, katonai és gazdasági versengés nem kíméli a marskutatást sem. A Csu-zsung azóta a leszállóhelyétől délre barangol, ahol egy egykori, feltételezett tengerpart jeleit fogja vizsgálni, miközben a kis marsjárót a bolygóhoz szállító Tienven–1 keringőegység nagy felbontású felvételeket készít a felszínről.

A kínai Csu-zsung marsjáró a Mars felszínénFotó: HANDOUT/AFP

A Perseverance közvetlen leszállóhelyének felderítése után augusztus elején megkezdte a mintagyűjtést – pontosabban megkezdte volna, de az első kiszemelt kőzet nem volt túl kooperatív. A második már igen, úgyhogy szeptemberben be is tudta tárazni első mintáit, egy vulkáni eredetű, de hosszú ideig víz által formált, ezért a kutatóknak különösen izgalmas kőzetből. A marsjáró az elmúlt hónapokban igazolta, hogy egykor jó sok víz lehetett a Jezero-kráterben, szerves molekulákra bukkant, és kiderítette, hogy a kráter aljzatát egykor forró láva borította be. A NASA előző nukleáris meghajtású marsjárója, a Curiosity sem tétlenkedik: szintén szerves molekulákat talált a Gale-kráter kőzeteiben, azonosította a marsi metán lehetséges forrását, a kettő között pedig képeslapnak is tökéletes tájfotókat lőtt a vörös bolygó felszínén. A megtévesztően unalmasnak tűnő, lényegében marsrengés-állomásként felfogható amerikai InSight leszállóegység is fontos eredményeket szállított idén, az eddigi legerősebb rengéseket észlelte, és egy üledékes réteget talált saját maga alatt, amelynek eredetét egyelőre rejtély övezi.

A szinte biztosan felszíni víz által formált Warrego Valles a Mars Odyssey űrszonda felvételén.Fotó: NASA/JPL/ASU

Az idei évben tovább gyűltek a bizonyítékok, hogy a Mars több milliárd éve, időszakosan lehetett barátságos az életnek – lényegében a jégkorszakok között, talán pont az idén azonosított ősi szupervulkánok áldásos hatásának köszönhetően. Az biztos, hogy vízből nem volt hiány, amit jól mutatnak a tavakból kiinduló, hatalmas folyóvölgyeket kialakító áradások. Nem is tűnt el ez a sok víz nyomtalanul a bolygóról, jelentős készletek vannak még vízjégként és kőzetekben megkötött formában a felszín alatt.

Minden kihalt és élő dinoszaurusz örül a DART szondának

A NASA idén két kisbolygókutató szondát is indított. Az októberben startolt Lucy békésen fogja vizsgálni a Jupiter trójai kisbolygóit, melyek a gázóriást előzik és követik annak pályáján. Ezeket még sosem láttuk közelről, a kutatók reményei szerint a bolygók és a Naprendszer kialakulásának megértéséhez visznek majd közelebb. A november végén indított DART minden kihalt és élő dinoszaurusz legnagyobb örömére egy kisbolygóba csapódik, és így teljesen biztonságosan leteszteli majd, hogyan lehetne éles helyzetben egy Föld felé tartó égitestet eltéríteni. Arra, hogy ilyesmire szükség legyen, minimális az esély a következő évtizedekben, de persze jobb felkészültnek lenni, különösen ha tanulni akarunk több ezer évvel ezelőtti, emberek lakta városokat ért eseményekből.

Fantáziarajz a Dimorphoshoz közelítő Dart űrszondárólFotó: NASA

A kisbolygók persze közel sem csak a Földre mért kockázatuk miatt fontosak, hanem azért is, amit a Naprendszer kialakulásáról, történetéről és a földi élethez szükséges anyagok létrejöttéről mondanak számunkra. Ehhez vitt közelebb egy december közepi kutatás, amely a földköpenyben lévő kripton segítségével derítette ki, hogy a víz és a hozzá hasonló illékony anyagok egy része a külső Naprendszerből jutott bolygónkra, már amikor éppen nem a napszélből. A Ryugu kisbolygóról a japán Hajabusza-2 által visszahozott minták első vizsgálatai is még éppen befutottak idén – ezekben a kutatók szerves molekulákra és törékeny, sötét, agyagszerű szemcsékre bukkantak.

Gázióriások jeges holdjai és csillagközi vándorok

A Naprendszerben valamivel távolabb, a Jupiter közelében is zajlottak az események. 21 év után ismét űrszonda látogatta meg a gázóriás legnagyobb holdját, a Ganymedest, mégpedig a Jupiter belső szerkezetét és légkörét vizsgáló Juno, amely el is készítette a holdról az eddigi legjobb felvételeket. A Szaturnuszt 2004 és 2017 között vizsgáló Cassini szonda eredményeinek elemzése is tovább folyik, és a gyűrűkről gyűjtött adatokból a kutatók arra következtetnek, hogy a bolygó magja sokkal nagyobb a vártnál, és egyre valószínűbbnek tűnik az is, hogy az Enceladus holdja alkalmas helyet biztosíthat az életnek.

A Juno által készített felvétel a Jupiter Ganymedes holdjárólFotó: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS

Az első általunk is észlelt csillagközi, azaz egy más bolygórendszerből érkező üstökös, a 2I/Borisov az idén közölt kutatási eredményeknek köszönhetően még érdekesebb lett. Az üstökös egyszerre nagyon különleges és hasonlít a naprendszerbeli üstökösökhöz. Kiderült az is, hogy az első csillagközi forrású objektum, az 1I/Oumuamua egy Plutóhoz hasonló jeges égitest darabja lehet, amit egy bizonyos harvardi csillagász, aki szerint az Oumuamua inkább egy idegen civilizáció terméke, nem akar elfogadni. A Plutót és holdjait 2015-ben felderítő New Horizons szonda eközben tovább halad a Naprendszerből kifelé, idén már túllépte a Nap és a Föld közötti távolság 50-szeresét.

A 2I/Borisov csillagközi üstökös. Pont úgy néz ki, mint egy üstökös.Fotó: NASA, ESA, D. Jewitt (UCLA)

A New Horizonsszal és a Voyagerekkel ellentétben a rádiójeleink fénysebességgel terjednek, ami más jelek mellett lehetővé teheti a közelünkben lévő idegen civilizációknak, hogy észleljenek bennünket. Ezzel eddig még nem jártunk nagy sikerrel, civilizációk üzenetei helyett csak földi zajforrásokat sikerült fogni.

Megfejtették a Betelgeuze rejtélyét és 90-re ugrott az észlelt gravitációs hullámok száma

Ha a Naprendszerünktől távolabbra tekintünk, végre sikerült megfejteni, hogy egy, a csillagon kialakult hideg folt és egy porfelhő okozta a Betelgeuze óriáscsillag elhalványodását, miközben a chilei ALMA rádiótávcső-rendszer idén is jelentős eredményeket szállított. Egy tőlünk 370 fényévre lévő, épp születő bolygórendszerben holdak kialakulására utaló jeleket észlelt (jelenleg egyetlen exobolyó körüli holdat sem ismerünk biztosan), egy elképesztően távoli galaxisban pedig hidrogén-fluoridot mutatott ki, ami a fluor keletkezését segít megérteni a kutatóknak. Bár ez sem ér fel ahhoz, hogy egy arizonai teleszkóp már 2021 elején hatalmas, 10 ezer milliárd pixeles térképet készített az univerzumról, amelybe több milliárd galaxis került bele.

A LIGO-Virgo-KAGRA által észlelt gravitációs hullámok forrásai az egyes megfigyelési időszakok soránIllusztráció: OzGrav, Swinburne University of Technology/Carl Knox

A téridő görbületének gyorsuló tömegek által létrehozott zavaraival foglalkozó gravitációshullám-csillagászat sem zárt unalmas évet. Júniusban a LIGO-VIRGO-KAGRA kollaboráció jelentette be, hogy kétszer is észleltek olyan jelet, ami neutroncsillag fekete lyukkal való összeolvadására utal. Az egyesülés kutatói novemberben kiadták az eddigi legnagyobb gravitációshullám-katalógusukat is, ami 90-re növelte az eddig észlelt, megerősített jelek számát, és feltárta a titokzatos fekete lyukak és más kozmikus égitestek világát.

A Qubit szerkesztősége azért dolgozik, hogy a magyar nyilvánosság hiteles, alapos és közérthető tudományos ismeretekhez jusson. Tesszük ezt politikamentesen, közszolgálati hevülettel, száznál több kutató és tudós bevonásával. Égető kérdések, dermesztő válságok és zavaros álhírek sűrűjében igyekszünk tartani a fáklyát immár havi bő hétszázezer olvasónknak. Cikkeink ingyen olvashatók, de nem ingyen készülnek. Segítsd a munkánkat!

Kapcsolódó cikkek a Qubiten: