Egymilliárd dolláros pacsi

1900 körül egy orosz azt mondta, hogy rájött, miért kiszámíthatatlanok az üstökösök. A NASA 2016-ban azt mondja, a dolog megér egy egymilliárd dolláros küldetést.

A Bennu nevű aszteroidáról hozna haza mintát a NASA legújabb küldetése, az OSIRIS-REx. Az űrszondát cipelő rakéta három hét múlva, magyar idő szerint szeptember 9-én hajnalban indul, ha minden jól megy, 2018-ban éri el a Bennut, és 2023-ban ér vissza.

• A hétéves küldetés lényege nemcsak az, hogy értékelhető mennyiségű mintát hozzanak vissza a Földre, az OSIRIS-REx-en a mintavevő robotkaron kívül összesen öt tudományos műszer lesz.
• Egy három kamerából álló vizuális megfigyelő rendszer, amellyel a Bennu feltérképezése mellett a mintavevés helyszínét is ki tudják választani, sőt, a mintavétel maga is látható lesz.
• Egy lézeres távmérő, ami baromi pontos térérzékelést tesz lehetővé, ráadásul a Bennu domborzati viszonyait is fel tudja mérni.
• Egy hőkamera, amelynek adatai alapján megfigyelhetik a Bennut elhagyó ásványi anyagok összetételét, illetve az aszteroida hőmérsékleti adatait is.
• Egy látható fényben és infravörös tartományban működő spektrométert, amellyel a Bennu szerves és ásványi alkotóelemeit kutathatják.
• Egy diákkísérlet, a REXIS, ami az MIT és a Harvard közös fejlesztése, és röntgensugarakkal vizsgálja majd a Bennu felszínének kémiai összetételét.

Így összefoglalva talán nem tűnik túl izgalmasnak a küldetés, de ha elmondjuk, hogy az egész tulajdonképpen nem más, mint egy orosz hobbifizikus 116 éve kitalált elméletének vizsgálata, talán rögtön érdekesebb lesz a dolog. Iván Jarkovszkij 1900 körül publikálta először azt az elméletet az erőről, amely napsugarak miatt a forgó testekre hat a világűrben. A Jarkovszkij-hatás lényege nagyon röviden a következő.

Különbség bumm és huss között

Az űrben repülő aszteroida pályáját nagy ráhagyással elég könnyű meghatározni. Alapvetően a rá ható gravitációtól függ az egész, elsősorban a Nap, másodsorban az olyan, nagyobb égitestektől függően, melyek mellett az aszteroida elhalad. Azonban az aszteroidák pályáját pontosan elég nehéz kiszámolni, mert az olyan, amúgy apróságnak gondolt dolgok is hatnak rá, mint a napsütés. Jarkovszkij arra jött rá, hogy mivel az aszteroidák is forognak, mint a Föld, ott is van nappal és éjszaka, így ott is van nappali felmelegedés és éjszakai lehűlés. Viszont ezek mértéke az aszteroida egészét tekintve nem egyenletes, lesz egy melegebb oldal.

Mérnökök ellenőrzik a szondát egy pormentes csarnokban
Fotó: NASA / JPL

A melegebb oldalon kiáramló hő az, amely fékezheti vagy gyorsíthatja valamilyen irányba az aszteroidát. A hatás elképesztően kicsi, de ugye a csillagászatban bőven van idő arra, hogy egy-egy apró erőből óriási intergalaktikus katasztrófa, de legalábbis egy bolygóba csapódó aszteroida legyen. A Jarkovszkij-hatás tehát apróság, de pont az az apróság, amelyet figyelve eldönthető, hogy egy potenciálisan veszélyes, Föld-súroló aszteroida eltalál minket, vagy pár ezer kilométerrel elzúg mellettünk.

A Jarkovszkij-hatásról azonban nem tudunk eleget. Pontosabban az aszteroidák felszínéről és a napsugárzással kapcsolatos folyamataikról nem tudunk eleget, szóval a NASA elég régóta tervezgeti, hogy egy ilyen, veszélyesnek gondolt aszteroidát meglátogatva mintát vesznek a felszínt borító porrétegből, a regolitból.

Interplanetáris porszívó

Azt már tehát tudjuk, miért megy oda az OSIRIS-REx, most lássuk, hogy szerez mintát és hogy hozza vissza. A mintavételnek két izgalmas részlete van. Az egyik, hogy a szonda nem száll le az aszteroidán, csak nagyon közel repül a felszínhez és porszívóz némi regolitot. Pontosabban nem is porszívóz, de elég nehéz pontosan körbeírni a folyamatot. A lényeg, hogy a mikrogravitációban nem is olyan egyszerű pormintát venni, hiszen bármilyen külső erőhatástól, mint például egy a közelben piszkálható mintavevő robotkar, szanaszét száll a könnyű por. A megoldás egy olyan porszívó, amely sűrített levegőt pumpál a szívófej köré, hogy az így a helyes irányba megmozgatott por pont a fejben lévő szűrőben essen csapdába. A szonda összesen háromszor próbálkozhat, ha a szenzorok úgy ítélik meg, hogy nem jutott elég minta a szűrőbe, de a mintavétel előtt nagyon komolyan felmérik a felszínt azért, hogy ne kelljen sokat kockáztatni a sikerért.

A szondát ellenőrző kutatók és mérnökök várakoznak a vákuum-kamra körül
Fotó: NASA / JPL

A mintavétel másik érdekes részlete, hogy a 70-2000 grammnyi minta (ha visszaér egy speciálisan erre a célra kifejlesztett, hővédő pajzsba burkolt, ejtőernyős fékrendszerrel felszerelt kapszulában a Földre) egy kisebb részét szétosztogatják a projekten dolgozó tudományos intézeteknek és egyetemeknek, viszont a minta háromnegyedét egyszerűen elteszik a jövő tudósainak.

Ennek egyszerű oka van, a NASA szeretné megvárni, hátha a jövőben kifejlesztett műszerek elég pontosak lesznek ahhoz, hogy a lehető legrészletesebb, ma még elérhetetlen vizsgálatokat végezzék el a komoly gondok árán megszerzett mintán.

Mármint ha egyáltalán lesz minta. Ahogy a célegyenesbe forduló projekt kapcsán tartott sajtótájékoztatón a misszió vezetője, Dante Lauretta fogalmazott: nagyon erősen győzködték magukat arról, hogy a Bennu felszínét por borítja. Ha a por ott is lesz, maga mintavétel sem lesz egyszerű: leszállás, ahogy írtuk, nem lesz, a műszer csak súrolja majd a felszínt, a legjobb hasonlat szerint a szonda ad egy pacsit az aszteroidának. Ahhoz, hogy ez összejöjjön, az OSIRIS-REx 3 méteres távolságra kell megközelítenie a Bennu felszínét, és öt másodpercen keresztül kell tartania a távolságot.

4,5 milliárd évig volt nyugi

Természetesen a küldetés nem csak a Jarkovszkij-hatás miatt fontos. Már az is sok tapasztalatot hoz majd, ahogy a szonda a Bennu körül navigál – az ilyen mikrogravitációban végrehajtott pályamódosításokban szerzett tapasztalat elég sokat érhet bizonyos későbbi küldetésekben, például mikor a NASA egy aszteroidát akar majd a Hold mellé vontatni, vagy ha az űrhajósoknak tényleg azért kell egy Föld-súroló aszteroida mellé indulniuk, hogy eltérítsék azt az emberiség számára végzetes irányból.

Aszteroidákra indított expedíciók az elmúlt években
Fotó: NASA / JPL

Ugyanakkor az is fontos, hogy a Bennu 4,5 milliárd éves, szénalapú összetevőkben gazdag aszteroida, így a minták hatalmas segítséget nyújthatnak abban, hogy megtudjuk, hogy is alakult ki a Naprendszer, meg úgy általában az univerzum. Ha valaki ezt hallva csak legyint, nézze meg, mit hozott ki ugyanebből az alaphelyzetből a New Horizons a Plútónál, vagy épp a szintén aszteroidavizsgáló Philae. Az OSIRIS-REx ráadásul kutatásnak sem mindennapi, a NASA hasonló bolygókutató küldetéseiből nincs túl sok. Legutóbb a marsi atmoszférát vizsgáló MAVEN indult 2013-ban, legközelebb pedig 2018-ban, szintén a Marsra induló InSight lesz hasonló jelentőségű.

Az OSIRIS-REx közepesen drága projekt, egymilliárd dolláros költségvetéssel dolgoztak a kutatók, melyből 183,5 millió dollárt maga a start és az űrutazás visz el. A szonda elméletileg 505 napot tölt majd a Bennu 5 kilométeres közelében az után, hogy 2 év alatt elég közel jut a pályáján az aszteroidához. A remélhetőleg mintával teli szonda 2020 júliusában indul majd el vissza a Földre, és a tervek szerint 2023 szeptemberében ér majd földet Utah államban.

Forrás: index.hu