ÉG VELED PHILAE!

Landolás a szürke gumikacsán

2014. November 15-én éjjel fél kettőkor elveszett minden kapcsolat Philae-val.

Ray Bradbury Kaleidoszkóp című novellájában Illinois poros egén lehulló fénylő fehér csillag jutott az eszembe, amikor a héten megtörtént egy kisebb fajta csoda. Bradbury odafenn előredőlt karosszékében és lélegzet-fojtva nézte, ahogy a hűtőszekrény méterű Philae nevű leszállóegység 10 évnyi utazás, 6,5 milliárd kilométer megtétele után a Földtől 515 millió kilométerre földet üstököst ért.

Ray Bradbury novelláiban az űrnek ismeretlen mélységei nyíltak meg, aki egyszer már olvasta sohasem felejti el a kisfiút, aki minden ritka alkalommal kicentrifugázta hazatérő űrhajós édesapja szkafanderét, a roncstelep-tulajdonost, aki űrhajót épített a gyerekeinek, és a Marsra érkező fehérek űrhajóját. Miután megérkeztek az első fényképek az üstökösről a Földre, az ember karja önkéntelenül is libabőrös lett, mintha egy Bradbury novellába csöppent volna. Aki látta már a holdraszállást, bizonyára átélte már ezt az érzést, aki ennél fitalatabb, azok számára ilyen lehetett legutóbb a Curiosity landolása a vörös bolygón. Utóbbit azért jóval gyorsabban és egyszerűbben lehet megközelíteni mint például a 67P/Csurjumov-Geraszimenko üstököst.

Lélegeztetőgép

Legelőször egy - különösen Magyarországon rendre felmerülő - kérdést kell tisztáznunk: mi értelme van annak, hogy az Európai Űrügynökség (ESA) elköltött 1,4 milliárd eurót egy olyan berendezésre, amely küldetése végén tulajdonképpen űrszemétként fogja végezni? Ahelyett mondjuk, hogy lélegeztetőgépeket vásárolnának ebből a pénzből a szegényeknek. Vagy odaadnák az afrikai éhezőknek. 

Nos ez az összeg nem is olyan nagy, ha figyelembe vesszük, hogy egy modern tengeralattjáró ennek a duplájába kerül és összesen 3 Airbus repülőgépet tudnánk venni, amennyiben lenne ennyi spórolt pénzünk. Persze lehet tovább kötözködni, hogy minek leszállni egy üstökösre, amikor még a földi óceánok aljzata sincs feltérképezve?

A földi óceánok feltérképezése nem az Európai Űrügynökség feladata, erre vannak a külön kutatócsoportok. Az ESA kitűzött maga elé egy feladatot, miszerint megpróbálják a szinte lehetetlent: leszállni egy üstökös felszínére, hogy választ kaphassanak egy csomó olyan kérdésre, amelyre a távcsöveink - legyenek mégoly korszerűek is - képtelenek választ adni. A Rosetta lesz az első olyan műhold, amely amellett, hogy megközelít egy üstököst, pályára is áll körülötte, valamint leszálló egységet bocsát ki a felszínére. Ez lesz az első olyan műhold, amely elkísér egy üstököst a Nap közelébe, miközben az üstökös egyre jobban elszublimál alóla. És a Philae leszállóegység lesz az első amely konkrét méréseket, fényképeket, fúrásokat végez az üstökös felszínén. Mintegy mellékprojektként a Rosetta tanulmányozta a Mars és a Jupiter között található aszteroida mezőt, ahol 2008-ban a 2867 Steins, valamint 2010-ben a 21 Lutetia kisbolygót sikerült megközelítenie. 

Az üstökösök a Világegyetem legidősebb égitestjei, jelentősségük abban áll, hogy míg a bolygók az évmilliárdok során fizikai és kémiai változásokon mentek keresztül, addig az üstökösök majdhogynem változatlan formában és összetételben léteznek azóta is. Magjukban hordozhatják a földi élet reményét, például vízjeget és szerves anyagokat.  

Egyiptom

Miért éppen Rosetta? És miért éppen Philae? Az elnevezést illető kérdéseinkre Egyiptomban találjuk meg a választ. Amikor Napoleon Egyiptomban háborúzott néhány katonája Rosette (Rashid) falu mellett különös sztélét talált. A 760 kilós granodiorit kövön 3 írással, görögül, démotikus írással és hieroglifákkal szerepel ugyanaz a szöveg. Ezáltal vált lehetővé a hieroglifák megfejtése. Philae pedig egy sziget a Nílus folyón, ahol egy hasonló obeliszket találtak. 

Közösen megtett 10 éves útjukról és a landolás utáni pályáról az ESA készített látványos alkalmazást:

Volt, hogy már 1 milliárd kilométerre is jártak a Földtől, amikor visszafordultak az üstökös nyomában. 



Esti mese az űrből

Az európai űrügynökség elsősorban az angolul tudó fiatalabb korosztályt célozta meg a Rosetta és Philae kalandjait bemutató aranyos rajzfilmmel, de kis odafigyeléssel a népesség más csoportjai számára is érthetővé válik a küldetés története, a kutatás lényege. Az utolsó részben Philae felkészül a landolásra, reménykedjünk benne, hogy happy end lesz a befejezés és lesz majd még egy rész! 




Rosetta és Philae végső célállomását 1969-ben fedezte fel két szovjet kutató Klim Ivanovics Csurjumov és Szvetlana Ivanova Geraszimenko. Nevében a (67)P arra utal, hogy rövidperiódus üstökösről van szó, keringési ideje 6,5 év. Pillanatnyi sebessége 135000 kilométer óránként. Ekkora sebességgel is csak 2015. augusztus 13-án kerül napközelbe, amikor 186 millió kilométerre lesz tőle. Ez a távolság valamivel több, mint 1 Csillagászati Egység, azaz a Nap-Föld átlagos távolsága (=150 millió kilométer). Felszínén a gravitáció hétszáz ezerszer kisebb, mit a Földön. Mérete alapján az üstökösök között a kisebbek közé tartozik 4,1 kilométeres legnagyobb ármérőjével. Az üstökösmagok mérete általában a néhány száz méter és 40 kilométer közötti intervallumba esik. Az első fényképek beérkezése nagy meglepetést keltett, ugyanis az üstökös alakja egészen különös, olyan, mintha két részből tapasztották volna össze. Kissé hasonlít egy szürke, kőből és jégből álló félelmetes gumikacsára. 

Ezen a ponton illik tisztáznunk mitől üstökös az üstökös. Azért, mert egy szimpla kisbolygóval ellentétben az üstökös magja illékony anyagokat is tartalmaz. Ezek az illékony anyagok napközelbe érve érdekes jelenséget produkálnak. Napsugárzás hatására a megfagyott víz, a megfagyott gázok fokozatosan felengednek és egy nagyon ritka légkört képeznek a nagyon alacsony gravitációs erővel rendelkező  üstökös körül. Ezt nevezzük az üstökös kómájának. Az üstökös leglátványosabb része a csóvája, amely a napszél hatására és annak irányában eltávozó, leszakadó szilárd részecskék alkotnak. Fontos, hogy ezt az üstökös nem maga után húzza, hanem mindig a napszél irányába mutat. Talán úgy lehet a legjobban elképzelni, mint egy szélkakast, amely beáll egy adott széirányba. Míg alapból az üstökös magját sosem vennénk észre szabad szemmel, a csóvát néha nappali világosságnál is észre lehet venni, tekintve, hogy a port megvilágítja a Nap és a gázok szinte izzanak az ionizáció miatt. Az sem mellékes, hogy hosszuk elérheti a 150 millió kilométert, ami már kifejezetten látványos dolog.  

Amennyiben az illékony anyagok elszublimálnak az üstökösről az átalakul egy szimpla aszteroidává és eltűnik a szemünk elől. Valószínűleg ez lesz a sorsa a 67P/Csurjumov-Geraszimenko üstökösnek is.

A bejegyzés címével, az alábbi képekkel és a fényes csóvával ellentétben az üstökös magja szinte koromfekete. Még az aszfalt is visszaveri a napsugárzás hét százalékát, addig egy üstökösmag csak a 4%-át. A meglehetősen kontrasztos képek remekül fejezik ki a semmi közepén úszó ősi jég- és szikladarab monumentalitását.

Felszíne egyenetlen, kráterek, szálban álló kőzetek, és homokfodrokhoz hasonló formák borítják. Ez utóbbi lehet persze fekete jég is, hiszen a hóval borított felszíneken is előfordul ugyanez a formakincs. Ezen az égitesten nincsen sem fent, sem lent, gravitáció is alig. Éppen ezért fordulhat elő, hogy a meredek hegyoldalnak tűnő részeken is ott hevernek a mindenféle méretű kődarabok. Vajon milyen kőzetből állnak? Hogyan és hol keletkeztek? Van-e bennük bármilyen szervesanyag? Hogyan váltakoznak a jeges és sziklás részek? Megannyi kérdés, a feleletet pedig csakis a Philae tudja megválaszolni a fedélzetére épített műszerekkel, melyeket 14 európai ország adott össze, köztük Magyarország. 

Míg a Rosetta műszerei az üstököst, mint egészt vizsgálják, addig a leszállóegység a részleteket fogja tanulmányozni. Műszerei alkalmasak arra, hogy meghatározzák az üstökös felszíni és felszín közeli fizikai és kémiai összetételét. Egy fúró 23 cm mélységből fog mintát vételezni, amit egy spektrométer elemez ki a helyszínen. Más műszerek vizsgálják a felszín sűrűségét, likacsosságát, hőmérsékletét, struktúráját. Kutatnak majd jég után és van olyan műszer is, amely mikroszkóppal is képes vizsgálni az egyes anyagszemcséket. És talán arra is lesz idő, hogy a változásokat is ki lehessen mutatni a Naptól való (folyamatosan csökkenő) távolság függvényében. 




Már a Philae landolása előtt is sok érdekességet tudtunk meg a 67P üstökösről:







Egy üstökös illata

Talán a legérdekesebb kutatási területről az Élet és Tudomány 2014. 46. száma tudósított rövid hírben. A Rosetta fedélzetén található két tömegspektrométer (ROSINA) folyamatosan elemzi az üstökös csóvájából felmelegedés hatására kiszabaduló illékony anyagokat. A kutatás eredményeit elemző berni csapatnak eddig sikerült azonosítani a záptojás szagú hidrogén-szulfidot, a vizeletre jellemző ammónia és formaldehid szagát, a keserűmandulára emlékeztető hidrogén cianidot, az ecetszagú kén-dioxidot és a szén-dsizulfid édeskés illatát. A párlat tartalmaz még szén-dioxidot és vízgőzt is. Ezen anyagok koncentrációja azonban olyan kicsi, hogy az orrunk földi körülmények között alig érzékelné.

Egy üstökös éneke

Most, hogy már orrunkal is el tudjuk képzelni az üstököst, következzen egy újabb érzékszervünk; a fül. Egy nappal a Philae elengedése előtt a Rosetta megvizsgálta az üstökös mágneses mezejét, mely 40-50 millihertz frekvencián folyamatosan pulzál. Ez a tartomány az emberi fül számára nem érzékelhető, ezért a tudósok közel tízezerszeresére erősítették fel. Az RPC berendezés felelőse, Heinz Glaßmeier szerint a mágneses mező változásai az üstökös tömegéről leszakadó semleges anyagok napszél általi ionizációja következtében alakulnak ki és formálódnak hangokká. Íme az eredmény:



Már ezek az adatok is olyan tudás többletet adtak az emberiség számára, hogy már semmiféleképpen nem beszélhetünk a küldetés kudarcáról. Annak ellenére sem, hogy a Philae landolása nem úgy sikerült, ahogyan a kutatók előre eltervezték. Az alacsony gravitáció következtében a leszálló egység kétszer is visszapattant az üstökös felszínéről, mígnem egy kifejezetten árnyékos helyen, az oldalára dőlve állapodott meg.  



Philae elszenderül

A szerencsérlenül sikerült landolás következtében a Philae leszállóegységet nem éri elegendő napsugárzás, mely feltölthetné rohamosan merülő akkumulátorait. A Rosetta blogon egy tegnapi bejegyzés már meglebegteti a lehetséges kudarc előszelét: "It is time to say goodbye - itt a búcsú ideje".

Végül 2014. November 15-én éjjel fél kettőkor elveszett minden kapcsolat Philae-val: 
Great job with all the data, Philae, and sleep tight on Comet 67P/C-G!
Loss of signal at 01:36 CET. No more comms with Philae. All science data from First Science Sequence was successfully downloaded.
Még a lekapcsolás és az adatok letöltése előtt sikerült a leszálló egységet kissé oldalra billenteni, így több esély lesz rá, hogy a napsugárzás feltölti a lemerült telepeket. Az idő azonban sürget, számítások szerint 2015 márciusában az üstökös már olyannyira felhevül, hogy lehetetlenné válik rajta bármiféle kutatómunka. Reméljük a legjobbakat! Addig is be kell érnünk a Rosettáról érkező adatokkal.
"Ha nekem azt mondják: nézd, nem csodálatos az a rakéta? Azt felelem: nem, az ember csodálatos, aki megépítette..."  - Ray Bradbury
Forrás:http://pangea.blog.hu/
Rosetta FAQ: http://www.esa.int/Our_Activities/Space_Science/Rosetta/Frequently_asked_questions
Rosetta blog: http://blogs.esa.int/rosetta/