A Naprendszer ősanyagának begyűjtése

A NASA új űrkísérletre készül: a Genesis nevű űrszondával csapdába kívánják ejteni a Nap-részecskéket, és azokat három év múlva a Földre hozzák részletes laboratóriumi vizsgálatokra.

A Genesis az ötödik űrszonda, amelyet a NASA Discovery programjának keretei között indítanak, a NEAR Shoemaker, a Mars Pathfinder, a Lunar Prospector és a Stardust után. A Discovery "olcsóbban, gyorsabban, jobban" Naprendszer-kutatási szemléletének megfelelően a Genesis küldetésének költsége mindössze 209 millió USD, amiben a start is benne van.

Pedig a tudományos célok igen nagyratörőek: bepillantást nyerni a Naprendszer kialakulásának időszakába, a Nap anyagának begyűjtésével és Földre történő visszajuttatásával.

A Genesis startját az eredeti tervek szerint hétfőre tervezték. A Delta-2 hordozórakétára szerelt szonda azonban nem indult útnak, mivel egy szimulációs teszt során meghibásodást észleltek egy olyan berendezésben, amely a szonda csillagkövető rendszerének energiaellátó egységében is megtalálható. A NASA tisztviselői és a Genesis-program munkatársai úgy döntöttek, hogy még egyszer ellenőrzik a szondán lévő egységet is.

A startra így legkorábban kedden, közép-európai idő szerint 18:32 és 18:34 között kerülhet sor. A NASA TV 17 órától közvetíti az eseményt, illetve a Genesis küldetéséről mutat be filmeket és nyilatkozatokat.

A következőkben a Magyar Hírlap cikkéből tájékozódhatnak a küldetés fő jellemzőiről.

Csapdába ejti a Nap-részecskéket az amerikai Genesis űrszonda

A Genesis a Nap-Föld rendszer egyik librációs pontjához indul. A Genesis a kisebb és viszonylag olcsó űrszondák közé tartozik, és úti célját pontosan oda jelölték, ahol már ott kering a NASA egy korábbi napkutató űrszondája, a SOHO, amely már eddig is fantasztikus képeket küldött a Napról.

A most induló Genesisen négy kutatóberendezést helyeztek el: biciklikerék nagyságú részecskegyűjtőket, egy-egy ion-, illetve elektronérzékelőt és egy ion-gyűjtőt. Az ion- és elektronérzékelők a napszél töltött részecskéinek sebességét, sűrűségét, hőmérsékletét és összetételét vizsgálják az űrszonda mintegy hároméves repülése idején, és méréseiket folyamatosan, rádióhullámok formájában küldik le a Földre.

A három, méhsejt szerkezetű, kör alakú, lapos, tányér formájú részecskegyűjtő a Nap anyagának, azaz a napszél elemeinek befogására szolgál. A részecskék speciális anyagba, úgynevezett aerogélbe csapódnak, és abba beleragadnak. A kutatási program végén ezeket a gyűjtőket visszazárják egy tartályba, amelyet ejtőernyővel fékeznek le a Föld légkörébe belépő leszállókapszulában.

A Genesis űrszonda pályája is igen különleges. A földi indítás után a Nap irányában repül majd, csaknem három hónapig. Ekkor éri el a Földtől mintegy másfél millió kilométerre lévő librációs (L), avagy Lagrange-pontot. Nap-Föld vonatkozásban öt ilyen hely van. Különlegességük, hogy körülöttük viszonylag hosszabb ideig stabil űrszonda-keringés alakítható ki. (E pontok körül természetes égitestek is keringhetnek. Például a Nap-Jupiter L4 és L5 pontjában, a Jupiter-pályán hátra és előre 60 fokkal több kisbolygó kering stabilan. Ezeket hívják Trójai aszteroidáknak.) Az L1-pont további érdekessége, hogy az ott lévő űrszondák egyidejűleg keringenek a Nap és a Föld körül, mert megközelítőleg a Nap-Föld összekötő egyenesen maradnak igen-igen hosszú időn át.

Az L1 librációs pont körül megközelítőleg két és fél éven át keringhet a Genesis űrszonda. Ott nyitják ki tányérszerű napanyaggyűjtőit, és befogják a napszél-részecskéket, amelyek, mint a rovar a légypapíron, benn ragadnak a csapdában.

2004 áprilisában a Genesist - hajtóműveinek bekapcsolásával - visszaindítják a Földre. A visszaút több mint öt hónapig tart, és még a Hold pályamódosító hatását is felhasználják.

A visszatérő tartály az Egyesült Államok felett nappal fog belépni a Föld sűrű légkörébe. Itt, 2004 szeptemberében ejtőernyővel lefékezik mozgását, és különleges technikával, helikopterről kapják el a leereszkedő Genesis-kapszulát, benne a Nap várva várt anyagával.

A szakértők mintegy 10-20 mikrogramnyi napszélrészecske-mintára számítanak - napszélminta lesz az első, a Holdnál messzibb kozmikus tájról származó anyag, amelyet a tudósok évekig vizsgálhatnak földi laboratóriumokban.

Horváth András

A Naprendszer születésének a leginkább elfogadott magyarázata az, hogy mintegy 4 és fél milliárd évvel ezelőtt egy fokozatosan sűrűsödő és örvénylő gázból, porból és jégből álló köd saját gravitációjának hatása alatt húzódott össze. A köd anyagának mintegy 99 százaléka a Napba tömörült, míg a maradék gázból, porból és jégből alakultak ki a bolygók, a holdak, az üstökösök. Felvetődik azonban a kérdés, hogy miért oly különbözőek a Naprendszerben keringő égitestek. E kérdés megválaszolásához mintát kellene gyűjteni a Naprendszer ősanyagából és annak izotóp-összetételét összevetni egyes égitestek már ismert izotópgyakoriságával.

Honnan vegyünk mintát? A válasz kézenfekvő: magából a Napból, ahol feltehetően megvannak még azok az őselemek, amelyek a Naprendszer építőkövei voltak. Központi csillagunkra, erre a hatalmas és forró égitestre azonban bajos lenne űrszondát küldeni, hiszen a Nap felszínén is több mint 5000 Celsius-fokos a hőmérséklet.

A Napból ugyanakkor nagyenergiájú részecskék áramlanak ki nagy sebességgel. Ez a jelenség az úgynevezett napszél, amely már elérhető számunkra, és mivel kiindulási helyük a Nap felszíne, tartalmazzák a távoli múltból származó részecskéket. Ezekből kell mintát gyűjtenie a Genesisnek, amely egyébként az első olyan űreszköz, amely a Holdnál távolabbi térből hoz anyagmintát.

Visszatérését követően a tudósoké lesz a főszerep, akik egy külön erre a célra kialakított laboratóriumban elemzik majd a napszélből származó részecskéket, megállapítják azok izotóp-előfordulási gyakoriságát, és talán betekintést nyerhetnek az évmilliárdokkal ezelőtt történtekbe.

Hegedűs György (MTI)