Két hét múlva a Plutónál

Ha minden igaz, július 14-én halad át a New Horizons űrszonda a Pluto rendszerén, ehhez azonban minden idők talán legnehezebb navigációs feladatát kell teljesíteni.

Két hét múlva a Plutónál

1. oldal

Ha továbbra is minden a tervek szerint alakul, a New Horizons űrszonda július 14-én, alig több mint két hét múlva közelíti meg legjobban a Pluto és a Charon rendszerét. A Földtől jelenleg 4,9 milliárd kilométerre járó űreszköz történelmi randevú küszöbén áll, hiszen az egykor bolygóként számon tartott égitest meglátogatásával egy minden eddiginél távolibb világot fog közelről megvizsgálni az emberiség. Ehhez azonban egy nagyon piciny célpontot kell eltalálni: egy 100 x 150 kilométeres téglalapot az égen.

Ahhoz, hogy minden tervezett mérést a megfelelő minőségben lehessen elvégezni július 14-én, a New Horizonsnak ezt a téglalapot metszve kell átlépnie a törpebolygó vidékét. A rendelkezésre álló információk alapján az űreszköz egyelőre a megfelelő pályán halad, a Pluto megközelítése azonban a Naprendszeren belüli navigációs feladatok legnehezebbjei közé tartozik. A következő hét során az irányítóknak rendkívül fontos döntéseket kell meghozniuk, július 4-én nyílik ugyanis utoljára esélyük arra, hogy a szonda haladási irányán változtassanak.

Mivel a csillagászok csak 1930-ban fedezték fel a Plutót, 248 éves Nap körüli pályájának eddig egy csak egy kis részét nyílt lehetőségük megfigyelni. Ennek következtében teljes biztonsággal nem tudják előre jelezni, hogy egy időpillanatban az égitest hol fog tartózkodni, és mivel a szondával való kommunikáció során az üzenetek jelenleg közel 9 óra alatt teszik meg az utat oda-vissza, a közvetlen irányítás nem lehetséges.

„Minden tekintetben extrém a helyzet” – mondja Bobby Williams, a KinetX Aerospace mérnöke, a New Horizons elsődleges navigációs csapatának vezetője. Mivel a szonda sebessége közel 14 km/s, az űreszköznek körülbelül 12 500 kilométerre kell elhaladnia a Plutótól ahhoz, hogy eszközeit megfelelő pozíciókba állítva érdemi felvételeket és méréseket tudjon végezni a törpebolygóval és annak kísérőivel kapcsolatban. A helyzetet nagyban megnehezíti az is, hogy az égitest nagyon komplex pályán halad az űreszközhöz képest, hiszen a Pluto és a Charon közös tömegközéppontja a Plutón kívülre esik, vagyis a két égitest egymás körül táncolva kering a Nap körül.

A megközelítés után ráadásul a szondának az irányítók szándékai szerint pontosan a Pluto és a Charon árnyékában kell haladnia, hogy visszatekintve egy pillantást vethessen az égitestek légkörére, amire csak akkor van esély, ha sikerül úgy belőni a pályát, hogy a Nap a mérések idején takarásban legyen. Mivel pedig a New Horizons csak átsuhan a törpebolygó és holdjai közt, nincs lehetőség az elrontott mérések és felvételek pótlására. „Nem úgy működik a dolog, mint egy keringő szonda esetében, amelynél ha kimarad egy munkával töltött nap, azt később jó eséllyel be lehet pótolni” – mondja Williams.

A célpont minél pontosabb bemérése érdekében a szonda minden nap képeket készít a Plutóról nagy hatótávú kamerája (LORRI) segítségével. Ezek révén a navigációs csapat tagjai egyre pontosabb számításokat tudnak végezni azzal kapcsolatban, hogy az égitest a háttérben látszó csillagok alapján hol tartózkodik. Arról viszont jóval kevesebbet tudni, hogy milyen messze van a törpebolygó. „Nem lehet tudni, hogy kicsi, csak közel van, vagy nagy, de távol” – mondja Fran Bagenal, a New Horizons-projekt egyik kutatója, a Coloradói Egyetem űrfizikusa. „Ez pedig egy olyan rendkívül érdekes probléma, amellyel eddig egyetlen más bolygó esetében sem kellett megbirkózni.”

Csak a legnagyobb megközelítés előtti pár napban kerül olyan közel a szonda a Plutóhoz, hogy látni fogja az égitest állócsillaghoz képesti elmozdulását is, és ennek ismeretében fel fogja tudni mérni a törpebolygó távolságát. Ebben az időszakban azonban a mérnökök már nem fognak tudni változtatni a New Horizons pályáján, mindössze azon módosíthatnak, hogy a fedélzeten lévő tudományos műszerek mikor kezdjék meg a munkát. Vagyis ha a szonda valamivel közelebb van a vártnál a Plutóhoz, azt meg tudják oldani, hogy a rendszer néhány órával korábban, vagy egy korábbi napon végezze el a megközelítés maximumára tervezett feladatokat, késés esetén pedig a távolságnak megfelelően elhalassza ezeket.

2. oldal

„Már jelenleg is túl késő van ahhoz, hogy jelentősen megváltoztassuk a szonda pályáját” – mondja William Owen, a küldetés vezető optikai navigátora, a NASA Sugárhajtású Laboratóriumának (JPL) munkatársa. „Csak annyit tehetünk, hogy igyekszünk minél pontosabban belőni a legnagyobb megközelítés idejét, és ehhez mérten módosítani a műszerek működésének időzítését.”

A helyzet annyira bonyolult, hogy a New Horizons szokatlan módon két navigációs csapattal is rendelkezik. A KinetX Aerospace munkatársai felelnek a tényleges irányításért, munkájukat azonban évek óta felügyelik és ellenőrzik egy másik tudóscsoport, a NASA JPL kutatói. Ha a két csapat valamiben nem ért egyet, végső soron a NASA dönt, hogy mi legyen a következő lépés.

Nem azonban a Pluto pályájának ismeretlensége az egyetlen faktor, ami megnehezíti a navigációt. Ha a rendszerben nagyobb mennyiségű por, gyűrűk, esetleg eddig ismeretlen holdak vannak, ezek veszélyeztethetik a műszerek és a szonda épségét. Eddig semmi hasonlónak nem találták nyomát a fotókon a szakértők, de ha valami ilyesmire derülne fény a következő napokban, még két lehetőségük van arra, hogy az alternatív útvonalak valamelyikére tereljék az űreszközt: június 30-án, illetve július 4-én.

Ahogy közeledik a várva várt időpont, mindenki egyre feszültebb. Ahogy Owen mondja, amikor a Voyager−1 1980-ban megközelítette a Szaturnuszt, egészen másfél héttel a randevú előttig úgy tűnt, hogy minden rendben van. A navigátorok ugyanis nem vették észre, hogy az űreszköz menet közben enyhén elfordult, és egy olyan irányba kezdett sodródni, amire nem számítottak. A szonda várható pályáját egy falra ragasztott papíron vezették napi rendszerességgel, a haladási irányt jelző pöttyök azonban rövidesen lemásztak a lapról, majd a plafon felé vették az irányt. „A pöttyök még évekig ott díszelegtek a fejünk fölött” – mondja Owen.

Utóbb kiderült, hogy a malőrt, a Titán gravitációja okozta, aminek hatására a szonda a Szaturnusz megkerülése helyett annak déli sarka felé kezdett haladni. Ezzel a Voyager−1 kilépett az ekliptika, vagyis a Naprendszer bolygóinak fő keringési síkjából, és véget is ért bolygóvizsgáló karrierje, holott a korábbi tervek szerint a Voyager−2-höz hasonlóan az Uránuszt és a Neptunuszt is meglátogatta volna. Az eseményt azonban így sem kellett kudarcként elkönyvelni, hiszen az űreszköz nagyon fontos adatokat gyűjtött be a Szaturnusz jeges holdjáról, amelyet azóta egyre élénkülő érdeklődés övez.

Visszatérve a New Horizonsra, az űreszköz a Plutóhoz közeledve egyre izgalmasabb felvételeket készít a törpebolygóról és annak holdjairól. A képekből persze messzemenő következtetéseket még nem szabad levonni, hiszen összetett módon feldolgozott, erősen felnagyított felvételekről van szó, amelyek a valóságban még nagyon pixelesek, de már ezek alapján is akadnak olyan felszíni jellegzetességek a Plutón, amelyek érdekeseknek ígérkeznek.

Az egyik június 25-én hajnalban, 22,9 millió kilométeres távolságból készültképről például annyi minden bizonnyal megállapítható, hogy a Charon sokkal sötétebbnek tűnik, mint a Pluto, mely utóbbi északi sarkvidékén egy fényes folt is látszik. Mivel a folt több ebben az időszakban készült felvételen is feltűnik, feltehetően nem műtermékről van szó, hanem olyasvalamiről, ami ténylegesen jelen van a törpebolygó felszínén.

Bár a folt formája a kép felbontása miatt egyelőre nem állapítható meg, annak fényessége már értékelhető adatnak számít. A világos rész nagyjából kétszer olyan fényes, mint a körülötte lévő területek. Ez önmagában még mindig kevés annak eldöntéséhez, hogy mi lehet a háttérben (friss becsapódásnyom, légköri jelenség, esetleg jég), de remélhetőleg néhány napon belül választ kapunk a kérdésre.

A Pluto és holdjai a Hubble 2005-ös felvételén

3. oldal

Jelen pillanatban a Pluto mindössze néhány tucat pixel széles a LORRI nevű kamera képein. Egy hét múlva azonban ez a szám megduplázódik, további öt nap múlva pedig ismét kétszeresére nő, tehát a következő napokban szédítő gyorsasággal bontakoznak ki az égitest és kísérői felszínének részletei. Sőt: immár annyira közel jár célpontjához a New Horizons, hogy a kettes számú, a látható és infravörös tartományban fotózó színes kamerája (MVIC) is működésbe lépett, amely ugyan még csak néhány pixeles felvételeken, de már színesben mutatja a Plutót és a Charont.

Most pedig következzen néhány szó arról, hogy mi várhatóa következő két hétben, és Pluto megközelítése után. Jelen pillanatban a legnagyobb közelséget közép-európai idő szerint július 14-én 13:49:57-re teszik a szakértők, de ahogy az előzőekben említettük, ez az időpont változhat az eljövendő napok során, hiszen senki sem tudja pontosan, hogy mekkora a távolság a szonda és a Pluto között. A New Horizons minden nappal 1,2 millió kilométerrel közelebb kerül a törpebolygóhoz, amelytől jelenleg nagyjából 19 millió kilométerre van.

Július 12-ig a LORRI minden nap fotókat készít a Pluto rendszeréről, majd elkészültük után azonnal a Földre küldi ezeket, mivel ezen felvételekre támaszkodnak a kutatók az optikai navigáció során. Mivel a Pluto és a Charon viszonylag lassan, 6,4 földi nap alatt fordulnak meg tengelyük körül, a legnagyobb közelség idején készült a felvételeken az égitestek északi féltekéje fog látszani, míg a déli féltekét alacsonyabb felbontással, 38 kilométeres feloldási határral fotózza majd le a New Horizons 3,2 nappal a közelség előtt.

További fontos információ, hogy a legnagyobb közelség idején begyűjtött tudományos adatoknak mindössze 1 százalékát sugározza vissza július 14-én a szonda. Ezek közt számos a LORRI-val készült kép is lesz, amelyeket az ezeket feldolgozó csapat minél hamarabb igyekszik elérhetővé tenni (itt). A többi adatot és képet (köztük a színes felvételeket is) azonban csak szeptemberben kezdik letölteni a szonda adattárolójából. A teljes adatmennyiség Földre sugárzása legalább 10 hetet vesz majd igénybe.

Mivel adattovábbítás közben a szonda nem tud fotókat készíteni, ahogy a New Horizons közeledik a Plutóhoz, egyre kisebb adatmennyiségeket sugároz haza és ezt is egyre ritkábban teszi, az adatok begyűjtésére koncentrálva ehelyett. Ebből az okból a Plutóval való randevú előtti utolsó képeket július 12-én továbbítja a szonda, és az ezt követő napon csak minimális adatmennyiségeket küld vissza minden műszertől, annak érdekében, hogy ha az űreszközzel valami történne a közelség ideje alatt, valamennyi információ mégiscsak eljusson a Földre.

A legnagyobb közelség körüli 24 órában egyáltalán nem lesz kapcsolat a szondával, amely ebben az időszakban, ahogy már említettük, arra koncentrál, hogy a rendelkezésére álló rövid idő alatt minél több információt begyűjtsön a törpebolygó rendszeréről. Ezt követően először július 14-én éjjel fog adatokat hazasugározni, majd a következő két napban a Földre küldi a legfontosabb tudományos adatok egy részét. Július 17−20. között újabb adatcsomagok várhatók, majd 8 hetes szünet következik, ami a Plutót illeti, hogy szeptember közepétől kezdve aztán szisztematikusan hazaküldjön minden közelség alatt összeszedett információt.

A nyolc hetes hiátus alatt a rendszer New Horizons napszélből és egyéb forrásokból származó nagyenergiájú részecskéket vizsgáló műszerei(SWAP, PEPSSI), illetve a pordetektor (SDC) sugároz haza közel élő adatokat. Olyan műszerekről van szó tehát, amelyek nem a Plutót, hanem annak környezetét, a Naprendszer ezen távoli vidékét tanulmányozzák.

Tesztek

{{ i }}
arrow_backward arrow_forward
{{ content.commentCount }}

{{ content.title }}

{{ content.lead }}
{{ content.rate }} %
{{ content.title }}
{{ totalTranslation }}
{{ orderNumber }}
{{ showMoreLabelTranslation }}
A komment írásához előbb jelentkezz be!
Még nem érkeztek hozzászólások ehhez a cikkhez!
Segíts másoknak, mond el mit gondolsz a cikkről.
{{ showMoreCountLabel }}

Kapcsolódó cikkek

Magazin címlap arrow_forward