Műszaki Élet, 1985. január-június (40. évfolyam, 1-13. szám)
1985-01-05 / 1. szám
1985. JANUÁR 5. Elindultak a Vega-szondák______________ Üstökösrandevú A Szovjetunióból két, nemzetközi összefogással készült űrszonda startolt 1984 decemberében a Vénusz és a Halleyüstökös részletes vizsgálatára. A hetvenes évek végén egy szovjet—francia megbeszélésen merült fel az ötlet, hogy egy szovjet Venyera-szondát Vénusz, körüli feladatainak elvégzése után olyan pályára lehetne állítani, amelyen az űrszonda találkozhatna az évszázadok óta ismert, 76 évenként napközelbe érő és még mindig igen aktív Halley-üstökössel. Ebből a javaslatból született meg 1980- ra a Vega-program (Venyera Vénuszt, Gallej pedig a Halleyüstököst jelenti oroszul; a Vega egyben az égbolt harmadik legfényesebb csillagának is a neve.) Szondák és pályák A mintegy 4 tonnás Venyera űrszondák harmadik nemzedékéből fejlesztett Vega-szondák (1. ábra) két részből állnak: a két és fél méteres gömbtartályban lévő Vénusz-leszállóból és az ezt szállító egységből, amely később a Halley-szonda lesz. A leszállóegységben újításként elhelyezett 25 kilogramm tömegű, szovjet—francia fejlesztésű ballon, hosszabb ideig fog mérni a légkörben. A szállítóegység újdonsága a majd kétszeresére növelt napelemszárny, a gyorsabb és nagyobb teljesítményű telemetriai rendszer, a sokkal nagyobb hajtóanyag-tartalék és a mintegy 152 kilogrammot kitevő, 12 tudományos és 3 szolgálati berendezés a Halley vizsgálatára. A Vega-szondákból biztonsági tartalékként két azonos szerkezetű és felépítésű egységet indítottak 1984. december 15-én és 21-én, a jelenlegi legnagyobb , szovjet hordozórakétával, a Protonnal. A Föld körüli parkolópályáról a két szonda féléves, Vénusz felé vezető pályára állt (2. ábra). 1985. június közepén a leszállóegységek leszállnak a Vénusz éjszakai oldalán, a szállítók pedig elrepülnek mintegy 30 ezer kilométerrel a bolygó felett. Miután a Földre közvetítették a leszállóegységek felszíni mérési eredményeit, továbbrepülnek Nap körüli mesterségesbolygó-pályájukon és elindulnak a Halley-üstökössel való randevúra. A Vega—1 1986. március 6-án, társa pedig 9-én közelíti meg a Halley-üstököst, mélyen berepülve annak légkörébe és mintegy 10 ezer kilométerre megközelítve a picinyke üstökösmagot. Ha a szondák „túlélik” az üstökössel való találkozást, azaz nem sérülnek meg életfontosságú rendszereik, akkor elrepülőben még néhány napig távolabbról is vizsgálni fogják a Halleyt. Leszállás a Vénuszon A Vénuszra leszálló egységek néhány új feladatot kaptak, és számos régit is végrehajtanak. A légkörben körülbelül 55 kilométer magasságban felfújnak egy ballonszondát, amely 5 kilogramm tömegű műszeregységével a hőmérsékletet, a nyomást, a szélsebességet és a szilárd részecskék (aerosol) sűrűségét fogja mérni, a tervek szerint 48 órán keresztül. Ezek után pedig lassan leereszkedik a felszínre és továbbítja adatait közvetlenül a Földre, amíg erre képes. Igen fontos mérésre kerül sor a földi rádiótávcsőhálózat segítségével, a ballonszonda rádióadójának bemérésével. Az egész Földre kiterjedő hálózat interferometrikus (VLBI) méréseivel lehetővé válik majd a Vénusz-felsőlégkör forgásának igen pontos meghatározása. A felszín felé tartó egységek a hőmérséklet, a nyomás és az aerosolrészecskék sűrűségének mérése mellett a légkör összetételének finomstruktúráját is tanulmányozzák majd. A leszállók a Vénusz Aphroditéről elnevezett földrészének keleti felében, az egyenlítő közelében érnek talajt. Mivel ott és akkor (1985 júniusában) éjszaka lesz, panorámaképeket nem fognak készíteni, de a Venyera—13, és 14-én kipróbált fúróberendezéssel talajmintát vesznek és ezt a helyszínen analizálják. A felszíni egységek főbb műszerei: UV-spektrométer, gázkromatográf, röntgenfluoreszcens spektrométer, tömegspektrométer és talajmintavevő. Mivel a Vénusz felszínén a hőmérséklet 470—490 C-fok, ezért a leszállóegységek rádióadórendszere csak korlátozott ideig képes a mérési adatok közvetítésére. Mire a szonda belsejében a hőmérséklet eléri a 60 C-fokot (körülbelül két óra), a felszíni mérések be is fejeződnek. Mintegy háromnegyed évvel a Vénusz mellett való elrepülés után, 1986 máricusában a Vega-szondák a Halley-üstökös vizsgálatára készülnek. Fő feladataik: az üstökösmag vizsgálata, feltérképezése (forma, szerkezet, méret, felszín, anyagösszetétel meghatározása); a mag és az üstököslégkör (kóma) kapcsolatának vizsgálata (ún. anyagmolekulák felderítése); a légkör gáz- és porösszetevőinek mérése; az üstökösionoszféra és a napszél kölcsönhatásának tanulmányozása (a magnetoszféra mérése) valamint a kóma és az üstököscsóva dinamikai jelenségeinek vizsgálata. Az üstökös részletes megfigyelésére először két nappal, másodszor egy nappal a találkozás előtt két-két órán át, a randevúkor pedig három órán át működnek majd a Vega Halleyszondák műszerei. Ha a berendezések nem sérülnek meg, akkor a találkozás után egy és két nappal ismét sor kerül két-két órás mérési,lletve adatközvetítési „szeánszra”. A Vega Halley-szondák tudományos műszerei: televíziós rendszer (TVSZ), háromcsatornás spektrométer (TKSZ), IR- spektrométer (IKSZ), por, tömegspektrométer (PUMA), porszemcseszámláló (SZP—1), porbecsapódás-számláló (SZP—2), semlegesgáz-tömegspektrométer (MG+DUSMA), ion- és elektron-spektrométer (PLAZMAG), energikus részecskedetektor (TÜNDE), magmetométer (MISA), kisfrekvenciás (APV— N) valamint nagyfrekvenciás hullámdetektor (APV—V). A műszerek szolgálati berendezései: automatikus, stabilizált platform (ASZPAG), parancsvevő és szétosztó (BMA) valamint a központi adatgyűjtő (BLISZI). A tudományos műszerek legfontosabb csoportját a mozgatható platformon helyezték el, itt van a televíziós rendszer, a háromcsatornás és az IR-spektrométer. Ezek a berendezések a magot vizsgálják majd, és különféle színképtartományban képeket készítenek róla. Az üstököslégkör porösszetevőjét a PUMA, SZP—1, SZP—2, DUSMA készülékek, míg gázösszetevőjét, ill. ionizált részét az ING, PLAZMAG, TÜNDE műszerek mérik. Az üstökös körüli tereket a MISA, APV—N és APV—V műszerek vizsgálják majd. A BMA-egység a földi parancsokat teszi érthetővé és osztja el a különféle tudományos műszerek számára, míg a BLISZI a műszerektől kapott adatokat rendszerezi, gyűjti és kapcsolja a rádióadó-rendszerre. Utóbbi kétféle sebességgel képes az adatokat a Földre közvetíteni, a lassú telemetrián 3 kbit/s, a gyorstelemetrián 65 kbit/s, gyorsasággal. Az ASZP—G jelű platform a repülés legnagyobb részében behajtott állapotban van (1. ábra), kinyitására mintegy két héttel az üstökösrandevú előtt, az utolsó pályamódosítás után kerül sor. Ebben az állapotában a platform a szonda repülési síkjában +110 fokos elmozdulásra képes, azért, hogy a berendezéssel ellentétes irányban, hozzá képest körülbelül 76 km/s sebességgel elrepülő Halley-üstökösről automatikus követéssel jó minőségű képet készíthessenek. nek arányát mutatja, hogy az űrkísérletet irányító Nemzetközi Tudományos Műszaki Tanácsnak (MNTK) nyolc szovjet tagja mellett öt francia és öt magyar tagja van, míg a többi országot csak egy-egy szakember képviseli. Hazánkban készült a TVSZ televíziós rendszer, a PLAZMAG ion- és elektron-spektrométer, a TÜNDE energikus részecskedetektor, a BLISZI központi adatgyűjtő fedélzeti berendezéseinek elektronikája, illetve földi ellenőrző rendszerei, valamint az ING semleges gáztömegspektrométer és a DUSMA porspektrométer készülékek földi ellenőrző rendszerei. A jelzett műszerek fedélzeti elektronikáját és földi ellenőrző készülékeiket az MTA Központi Fizikai Kutató Intézetében és a Budapesti Műszaki Egyetem Mikrohullámú Híradástechnikai Tanszékén tervezték és gyártották a magyar űrelektronikai szakemberek. A kutatási programba több akadémiai intézet fizikusa, csillagásza és geofizikusa is bekapcsolódott. Az MTA Csillagászati Kutató Intézete a Vega-programon kívül részt vesz a Halley-üstökös földi fényképezési programjában is. (A hazai amatőr csillagászok üstökösszekciója is készül a Halley-üstökös amatőr megfigyelésére.) A magyar űrkutatás számára a Vega-program először adott lehetőséget űrszondákra tervezett műszerek létrehozására. Az ilyen műszereknél lényegesen nagyobbak a rázás-, vákuum-, sugárzás-, hőmérséklet-állósági követelmények, sokkal megbízhatóbbaknak kell lenniük, a jóval megnövelt élettartam mellett. A hazai szakembereknek ez idáig csak földkörüli mesterséges holdakra kerültek műszereik, ahol a felsorolt feltételek sokkal kevésbé szigorúak voltak. Rendkívül rövid, alig négy év volt a tervezési, építési és kipróbálási időtartam. Ugyancsak különös gondot igényelt a televíziós rendszer „agyának” elkészítése, mert ennek kell felismerni, majd követni a Halleyüstököst a csillagos égbolton. Az is nehezítette a dolgot, hogy nemcsak a magyar, de még a szovjet szakemberek sem vettek részt eddig ilyen széles körű nemzetközi program szervezésében és végrehajtásában. DR. HORVÁTH ANDRÁS A Vega űrszondák szerkezete. Sorszámmal jelöltük a magyar részvétellel készült fedélzeti berendezéseket: 1 — tv-rendszer (behajtott és kinyitott állapotban), 2 — a TÜNDE kozmikus sugárzásmérő, 3 — A PLAZMAG töltöttrészecskemérő, 4 — A BLISZI központi adatgyűjtő. A Vega űrszondák pályája. 4 Nemzetközi üstököskutatási program Az Interkozmosz-együttműködésben készülő Vega-szondák mellett más országok szakemberei is indítanak majd űrszondákat a Halley, illetve más üstökösök felkeresésére 1985— 86-ban. Mivel az Egyesült Államokban nem telt külön üstökösszonda építésére (pedig igen szép terveket készítettek), ezért a feladatát befejezett ISEE—3 magnetoszféra-kutató űreszközt nevezték ki üstökösszondának (ICE). Az ISEE—3 bonyolult pályamanőverekkel, többszöri Hold melletti elrepüléssel került arra a pályára, amely 1985 szeptemberében a Giacobini—Zinner üstökös légkörén keresztül vezet. Így ez az ICE-szonda lesz az első, amely üstökösről közvetlen közeli méréseket készít majd. Bár fényképfelvételek készítésére nem alkalmas, csak különféle plazma, mágneses és töltött részecskékre vonatkozó méréseket végez majd. Az amerikai ICE-szonda 1985 októbere és 1986 márciusa között még a Halleyüstökösnél is végez, bár elég távoli méréseket. 1985-ben indítanak a japánok két űrszondát — a Planet—A és a MS—T5-öt — a Halleyüstökös vizsgálatára mintegy 100 000 kilométer távolságból. Ezeken az űrszondákon 10—15 kilogrammnyi tudományos műszert helyeznek el. Ugyancsak 1985-ben startol az nyugat-európai országok ESA-együttműködésében készült Giotto-űrszonda a Halley üstökös felé. Ez a szonda fél mázsányi műszerterhével rá akar repülni az üstökös magjára és közvetlen közelről, alig 500 kilométerről akarja megvizsgálni a Halley kb. 4-5 kilométer átmérőjű magját. Ilyen nagy pontosságú találkozást azonban az üstökös jelenlegi és későbbi pályamérései alapján csak úgy lehet végrehajtani, ha a vezető Vega-szondáik pályadatainak felhasználásával módosítják a Giottoszonda pályáját. Ehhez pedig igen szoros együttműködésre lesz szükség az Interkozmosz és az ESA között, amire megvan az aláírt megállapodás. Magyar részvétel A Vega-űrszondák műszereinek létrehozásában és a repülési-kutatási program lebonyolításában a Szovjetunión kívül Franciaország, Magyarország, Ausztria, Bulgária, Csehszlovákia, Lengyelország, az NDK és az NSZK szakemberei vesznek részt. A magyarok részvételé Majdnem csillag Tejútrendszerünk síkjában, a Naptól mindössze 28 fényévnyi távolságban egy alig-alig fénylő, bolygó méretű gázgömb felfedezéséről adott hírt D. G. Probst és J. Liebert. A „barna törpe” a nehézségi összehúzódástól a halvány izzásig felhevült, de nem annyira, hogy begyújtsa a termonukleáris atommáglyát, a csillagok szokásos sugárforrását. Az LHS 2924 szám alatt katalogizált objektum gyenge infravörös sugárzásával a Naprendszeren kívül felfedezett leghidegebb és legkevésbé fényes kondenzálódott tömeg. Becsült felszíni hőmérséklete 1950 K. A felfedezsnek kozmológiai jelentősége is van. A világegyetem korlátlan tágulása vagy a folyamat esetleges megfordulása a térben eloszló tömeg átlagos sűrűségétől függ. A fénylő tömegek összege alatta marad annak a kritikus értéknek, amely a megforduláshoz szükséges volna. Kérdés, menynyi a sötét vagy a felfedezéshez nem eléggé világító tömeg. Nem lehetetlen, hogy a felfedezett „barna törpe” tipikus példány és hasonló társai nagyobb számban népesítik be az űrrt. (Scientific American) ME