Közeledik a Rosetta-űrszonda a Steins-kisbolygóhoz - működési teszt élesben

Először próbálják ki "élesben" az üstököskutatásban várhatóan új korszakot nyitó Rosetta-űrszondát. Ez lesz az első űreszköz, mely tartósan vizsgál közelről egy üstökösmagot, és az első, amely egy üstökösmag felszínén landol. Minderre 2014-ig kell még várnunk, de idén szeptember 5-én már megkezdődik a tudományos munka: a Rosetta elhalad a Steins-kisbolygó mellett. A Rosetta-programban 14 európai állam, köztük Magyarország vesz részt. Filmes összeállításunk a szonda műszereiről, a várható tudományos eredményekről és az üstököskutatás fontosságáról, hazai szakemberek tolmácsolásában.

Az Európai Űrügynökség (ESA) Rosetta-szondája az eredeti tervek alapján 2003 januárjában indult volna, azonban az egyik Ariane hordozórakéta hibája miatt elhalasztották a startot. Emiatt csak egy évvel később, 2004-ben kezdte meg közel egy évtizedes útját az űreszköz. Az igen összetett küldetés során több kisbolygót is megközelít, majd 2014-ben éri el végcélját, a 67P/Churyumov-Gerasimenko-üstököst. Ez a 4 kilométer átmérőjű maggal bíró kométa úgynevezett rövidperiódusú üstökös: 6,6 évente kerüli meg a Napot, miközben naptávolsága 186 és 857 millió kilométer között változik. A célpontnál az anyaszondáról leválik a Philae nevű leszállóegység, amely landol a Naphoz közeledő és melegedő üstökösmagon.

Egy évtizedes út a világűrben

A Rosetta 2004. március 2-án startolt egy Ariane-5G hordozórakétával a francia-guyanai Kourou űrkikötőből. A startot követően a szonda és a vele összekapcsolt utolsó fokozat Föld körüli pályára állt, ahonnan két órával később indult tovább. A Rosetta több hintamanővert használva maximálisan 5,25 csillagászati egységre (5,25-szörös Föld-Nap-távolságra) jut központi csillagunktól.

Az űrszonda hosszú útja során csak akkor végez méréseket, megfigyeléseket, ha egy égitest közelében jár. A köztes időszakokban a fedélzeti műszerek többsége alvó, hibernált állapotban van.

A tíz évig tartó utazás fő állomásai a következők.

2004.03.02. start
2005.03.04. Első hintamanőver a Földnél.
2007.02.25. Első hintamanőver a Marsnál.
2007.11.13. Második hintamanőver a Földnél.
2008.09.05. Elhaladás a Steins kisbolygó mellett.
A szondát még július elején felébresztették, és egy sor próbát, ellenőrzést hajtottak végre. A szonda magyar idő szerint 21:58-kor lesz legközelebb, mindössze 800 kilométerre az égitesthez, és legkorábban két órával később sugározza az első adatokat a Földre. Az első képek szeptember 6-án várhatók.
2009.11.13. Harmadik hintamanőver a Földnél.
2010.06.10. Elhaladás a Lutetia kisbolygó mellett.
2014.05.22. Találkozás az üstökössel.
2014.11.10. A leszállóegység leválása.
2014.12. - 2015.12. Keringés az üstökösmaggal együtt a Nap körül.

A keringőegység

A keringőegység egy 2,8 x 2,1 x 2 méteres szerkezet, amelynek két, egyenként 14 méter hosszú, 64 négyzetméter felületű napelemtábla szolgáltatja az energiát,. A szonda a Földdel 2,2 méteres parabolaantennájával tartja a kapcsolatot. Az üzemanyaggal feltöltve 3000 kilogrammos űreszköz tömegének közel felét adta a hajtóanyag.

Fantáziarajz a Rosetta-űrszondáról az üstökösmag körül (ESA, AOES Medilab)

A Rosetta összesen 165 kilogrammot kitevő műszerei a következők.

• ALICE (Ultraviolet Imaging Spectrometer, ultraibolya spektrométer): az üstököskómában és -csóvában lévő gázokat, főleg a vízgőzt és a szén-dioxidot vizsgálja.
• CONSERT (Comet Nucleus Sounding, üstökösmag rádiószondáló): rádióhullámokkal vizsgálja az üstökösmag belső szerkezetét.
• COSIMA (Cometary Secondary Ion Mass Analyser, ionspektrométer): az üstökösmag által kibocsátott anyagok összetételének tanulmányozására.
• GIADA (Grain Impact Analyser and Dust Accumulator, pordetektor): az üstökösmagból kibocsátott porszemek jellemzőire következtet.
• MIDAS (Micro-Imaging Analysis System, mikroszkopikus szemcsevizsgáló): a porszemcsék méretét, alakját és térfogatát határozza meg.
• MIRO (Microwave Instrument for the Rosetta Orbiter, mikrohullámú összetétel detektor): a felszínről eltávozó gázok összetételét és mennyiségét tanulmányozza.
• OSIRIS (Rosetta Orbiter Imaging System, vizuális és infravörös képalkotó): két kamera a mag felszínének fotózására és a leszállóhely kiválasztására.
• ROSINA (Rosetta Orbiter Spectrometer for Ion and Neutral Analysis, ion és atom spektrométer): a kómában lévő részecskék összetételének vizsgálatára.
• RPC (Rosetta Plasma Consortium, plazma vizsgáló): az üstökösmag körüli kóma jellemzőit tanulmányozza.
• RSI (Radio Science Investigation, rádiótudományi kísérlet): a Rosetta mozgásának pontos elemzésében segít, amellyel az üstökösmag jellemzői tanulmányozhatók.
• VIRTIS (Visible and Infrared Mapping Spectrometer, vizuális és infravörös spektrométer): az üstökösmagot, annak felszíni jellemzőit vizsgálja.

A Steins kisbolygó

A 2867-es sorszámú Steins a Mars és a Jupiter között keringő kisbolygó. Az égitest napközelben 2,01, naptávolban 2,7 CSE-re (csillagászati egységre) jár csillagunktól, amelyet 3,6 év alatt kerül meg egyszer. A Rosetta OSIRIS kamerájával azonosított fényváltozás segítségével megerősítést nyertek a korábbi mérések, amelyek szerint közel 6 óra a tengelyforgási ideje.

Színképi jellemzői alapján a kisbolygók E-típusába tartozik, amelyek a meteoritok között az ún. ensztatit kondritokhoz hasonlítanak. Ezek egy régebben létezett nagyobb, de később széttört égitest külső rétegének darabjai lehetnek. A Steins átmérőjét 4-5 kilométerre becsülik, tehát kisebb, mint az eddig űrszondákkal meglátogatott Gaspra (12 kilométer), Ida (25 kilométer), Mathilde (50 kilométer) és Eros (20 kilométer) - ugyanakkor nagyobb, mint a Dactyl (1,4 kilométer), amely az Ida holdja, és nagyobb, mint az Itokawa (0,5 kilométer). Mai ismereteink alapján a kisbolygók felszínfejlődése, főleg az őket borító regolit (törmeléktakaró) több jellemzője is függ a mérettől. Ilyen méretű égitestet még nem vizsgált űrszonda közelről.

A kisbolygó közelébe érve a keringő- és leszállóegység műszerei is mérik a kisbolygó és környezete jellemzőit. Ezek a mérések egyúttal a műszerek tesztelésére is szolgálnak. 2010 júniusában majd egy másik kisbolygóval, a Lutetiával is randevúzik a Rosetta.