Magyarok az üstökösvadászatban

A február 26-án induló Rosetta-űrszonda első alkalommal kínál lehetőséget egy üstökösmag felszínének közvetlen vizsgálatára. Az Európai Űrügynökség (ESA) programjában 14 ország, köztük Magyarország kutatóintézetei, vállalatai vesznek részt.

A Rosetta összeszerelésénél az ESTEC kutatóközpontban (Hollandia). Balról jobbra: Szalai Sándor, Balázs András, Baksa Attila

A magyar űrfizika első nagy nemzetközi sikere az 1980-as években a Halley-üstökös tanulmányozására indított VEGA űrszondák építésében és az adatok fizikai értelmezésében való részvétel volt. A Halley-program sikeres közreműködői vesznek részt a Rosetta-programban is: a KFKI Részecske- és Magfizikai Kutatóintézete (RMKI), a KFKI Atomenergia Kutatóintézete (AEKI) és a Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Szélessávú Hírközlő Rendszerek Tanszéke (BME). A munkába a hazai vállalkozói szféra is bekapcsolódott, az ESA és külföldi intézetek megbízásából az SGF Kft. végzett hardver- és szoftverfejlesztést.

Egy-egy űrfizikai program gyakran évtizedeket fog át. Először meghatározzák a célt, adott esetben egy üstökös felkeresését. A fizikusok végiggondolják, hogy mit tudunk az üstökösökről, és milyen új információkhoz szeretnénk jutni. Először tehát modellezni kell a célba vett üstökös tulajdonságait. Az RMKI-ban Szegő Károly űrfizikus és munkatársai modellszámításokat végeztek a Naptól távoli üstökösmagok felszínének viselkedésére. Az üstökös fizikai modelljének pontosítása érdekében újraelemezték a Halley-üstökös magjáról szerzett ismereteket. Új üstökösmodellt dolgoztak ki, ami a korábbi felfogással ellentétben a felszín topográfiájára vezeti vissza a jelenségeket. A modell meglepően jól adja vissza a Halley-üstökös környezetében megfigyelt porkilövellések térbeli szerkezetét. Vizsgálták azt is, hogy milyen mozgást végeznek a felszínről kilökött néhány mikron méretű porszemcsék, ha feltöltődnek. Kimutatták, hogy a leszállóegység által az üstökösmagon felkavart porfelhő nem az űrszondán, hanem attól jóval távolabb, kb. 4 óra elteltével ülepedik le.

A fizikai kutatási feladatok kitűzése után a műszaki kutatás-fejlesztés a következő lépés. Megtervezik a mérőműszereket, alapos földi tesztelésnek, ellenőrzésnek vetnek alá előbb minden részegységet, majd az összekapcsolt rendszereket. Az adatgyűjtő mérőműszereket ki is kell szolgálni: energiaellátást kell nyújtani, és gondoskodni kell az adatoknak a Földre való eljuttatásáról. A sok részegység működését számítógépek ellenőrzik és vezérlik.

Tíz év múlva, az üstököshöz érve, a Rosetta-űrszonda két részre válik majd szét. A keringőegység (orbiter) az üstökös körül keringve méri a környezet fizikai jellemzőit. Az RMKI részt vett a Rosetta Orbiterre kerülő, öt különböző érzékelőt tartalmazó plazma-mérőrendszer létrehozásában.

A magyar tevékenység döntő hányada a nemrég Philae névre keresztelt leszállóegységhez kapcsolódik. A BME űrkutatói Gschwindt András vezetésével a fedélzeti energiaellátó és -elosztó rendszer tervét készítették el. Az AEKI munkatársai Apáthy István irányításával két tudományos műszer tervezésében és elkészítésében vettek részt (Apáthy István irányításával készült a Pille nevű műszer is, amely az űrbeli sugárterhelést méri a Nemzetközi Űrállomáson). A legnagyobb feladat a leszállóegység központi számítógépének létrehozása volt, ez az RMKI-ban folyt Szalai Sándor vezetésével. Az SGF Kft-vel közösen fejlesztették ki a hibatoleráns fedélzeti vezérlő és adatgyűjtő számítógépet (balra a komputer egy részlete). A nagy távolság miatt a számítógép teljesen magára hagyatva irányítja majd a leszállást, önállóan szervezi a mérőműszerek adatgyűjtését az üstökös felszínén. Az ehhez kifejlesztett program olyan sokfeladatos (multitask) és valósidejű (real-time) operációs rendszer, amely minimális földi beavatkozás segítségével váratlan körülmények között is lehetőséget nyújt a feladatok optimális végrehajtására. Az SGF Kft. fejlesztette ki a teljes leszállóegység szimulátorát. A következő tíz évben ezen gyakorolnak a földi irányítók, ezen ellenőrzik az űrszondának küldendő utasításokat.

Szalai Sándor számára február 26-án a délutáni órák lesznek a legizgalmasabbak. Ha a hordozórakéta indítása sikerül és az űrszonda a tervezett pályára áll, akkor délután már próbaképpen bekapcsolják a leszállóegység számítógépét és ellenőrzik a működését. Szegő Károly viszont sokkal nagyobb távlatokra tekint előre: a Rosetta-küldetés tudományos adatainak feldolgozása a következő generációra, tanítványaira, a mai doktori ösztöndíjasokra vár.

Jéki László