Sündisznó gurulna a Mars egyik holdján

Az újszerű megoldással közlekedő kozmikus sün - a fejlesztők reményei szerint - új lehetőségeket kínál a bolygók és holdjaik felszínének vizsgálatában. Első célpontként a Mars nagyobbik holdját, a Phobost szemelték ki.

A NASA egyre nagyobb robotokat küld a Mars felszínére, jelenleg a Curiosity áll a figyelem középpontjában. Közben a bolygó körül keringő szondák is figyelik a Marsot. Egy új ötlet a két megoldást kombinálná, és a kutatást kiterjesztené a Phobosra.

Az ötlet szerint összegömbölyödött sündisznóra emlékeztető tüskés gömbök vizsgálnák a felszínt, egy keringő anyaszonda felügyeletével. Prototípus is készült, de az ígéretes fejlesztés a NASA finanszírozott tervei között még nem szerepel. A prototípus tesztjei több évig tartanak, a kutatók szerint az első "éles" bevetésre 15-20 éven belül kerülhet sor.

A robotot a Stanford Egyetem kutatói a NASA Sugárhajtás Laboratóriumával (JPL) együttműködve fejlesztették ki, a csoport vezetője Marco Pavone, a Stanford docense. Elképzelésük szerint a Phobos Surveyor anyaszonda a Mars holdja körül keringene, közben egy vagy több sünt küldene a felszínre, amelyekkel folyamatosan kapcsolatot tartana. Az anyaszonda tervezné meg az égi sün vagy sünök útvonalát és reléállomásként továbbítaná a Földre a mérési eredményeket.

A Phoboshoz tervezett küldetés két-három évig tartana. Közel két év lenne az odautazás, néhány hónap a pályára állás és az előkészületek, a felszín részletes feltérképezése. Ezután öt vagy hat sünt küldhetne a szonda a Phobosra. A leszállások között néhány nap telne el, így az első mérési adatokat hasznosítani lehetne a következő leszállóhely kiválasztásakor. A rendszer lényege a nagyfokú önállóság, a cél, hogy minél kevesebb döntéshez kelljen földi segítséget igénybe venni.

Gurul, ugrál és repül

Miután az égi sün leszáll a felderítendő égitest felszínére, többféle mozgást tud végezni. Egyrészt a hosszabb utakat (a grafikán A-B-C) nagyobb, az égitest méretétől és gravitációjától függő, a Phobos esetében jellemzően 10 méteres ugrásokkal tudja megtenni. A kisebb távolságokon (a grafikán C-D) bukfencezve gurul.

A kozmikus sün az anyaszonda felügyeletével dolgozik a vizsgált égitest felszínén

Ugyanakkor hosszabb, úgynevezett pszeudo-orbitális repülésekre is alkalmas lehet, tehát a talajról elrugaszkodva szinte kering az égitest körül. Giroszkópos irányítórendszerének lelke a három egymásra merőleges síkban forgó lendkerék (a grafika jobb alsó sarkában a kis képen). Az ugrások a megfelelő lendkerekek hirtelen felpörgetésével végezhetők. A sünök energiaellátásáról a felületüket borító napelemek gondoskodnak.

Először a Mars holdján dobnák le őket

A fejlesztők első célpontként a Phobost javasolják, a Mars holdjára dolgozták ki egy küldetés részletes tervét. Azt javasolják, hogy az anyaszonda a Mars-Phobos rendszer L1 Lagrange-pontjában tartózkodjék, tehát a kötött keringésű hold felszínéhez képest állandó helyen. Innen a sünök 3 m/s körüli sebességgel érhetnének talajt (ez a Földön 50 cm magasból leeső tárgy földet érési sebessége). A minimális felszereltségű sünök tömege 5 kg, térfogata 0,5 köbméter (ez közel 1 méter átmérőt jelent), energiafogyasztása 15 watt körül lenne. A kísérletek során 40 és 90 cm hosszúságú tüskékkel próbálkoztak.

A küldetés első tervezett célpontja a Phobos, a Mars nagyobbik holdja lenne. A mély Stickney-kráter betekintést enged a Phobos belsejébe (a Viking űrszonda felvétele)

A szerkezetek 48 óra alatt 1-5 km2 terültet tudnának megvizsgálni. Célpontként a Phobos legnagyobb becsapódásos sebhelyét, a Stickney-krátert javasolják, mert a kráter mélyebb részein a Phobos múltja is feltárul. A sünök röntgenspektrométert, sugárzásmérőt, hőmérőt és mikroszkópot vinnének magukkal, ezek kiegészítenék az anyaszondán elhelyezett nagyobb műszerek méréseit.

Új módszer a kis égitestek kutatásában

A kutatók hangsúlyozzák, hogy az újszerű eszközök elsősorban a kis égitestek vizsgálatára alkalmasak. A jelenlegi roverek ugyanis a gyenge felszíni gravitációjú égitestek felszínén nehezebben tudnának közlekedni, mert menet közben egy apróbb kődarab is úgy megdobhatja a járművet, hogy az egy időre elemelkedik a felszíntől, ezért a tapadását veszítve irányíthatatlanná válik. A kozmikus sünök fejlesztői viszont a gyenge gravitációt nem hátránynak, hanem kihasználható természeti adottságnak tekintik, ez a fejlesztés alapgondolata. Rámutatnak arra, hogy ez a műszaki megoldás új paradigmát jelenthet a kis égitestek kutatásában. Fontos szempont, hogy az új tudományos eredmények mérsékelt anyagi ráfordítással szerezhetők meg. Végül, de nem utolsósorban fontos körülményként említik, hogy a fejlesztésbe a Stanford Egyetem és a MIT hallgatói is bekapcsolódtak.

Tervezik, hogy a közeljövőben a sünök gyenge gravitációs térben mutatott viselkedését egy repülőgépes parabolarepülés 25 másodperces súlytalanságában is kipróbálják. Az egyes parabolaíveken a különböző manővereket tudják majd kipróbálni.

A Stanford Egyetemen a NASA részére készített megvalósíthatósági tanulmány itt, a szerzők által írt tudományos cikk itt olvasható, egy a témáról tartott előadásuk anyaga pedig itt tekinthető meg. Magyar vonatkozású érdekesség, hogy a tanulmányok egyik társszerzője Jeffrey A. Hoffman volt űrhajós, aki hivatalosan és magánemberként is többször járt Magyarországon. A NASA kötelékében ötször vett részt űrrepülésen, több űrsétát hajtott végre, ő volt az első, aki túllépte az 1000 óra repülést a Shuttle fedélzetén. Később a NASA európai nagykövete volt, 2001 óta pedig a Massachusetts Műszaki Egyetem (MIT) Repülési és Űrrepülési Tanszékén tanít.

Jeffrey A. Hoffman ötszörös NASA űrhajós, a tanulmány társszerzője - már a MIT professzoraként - 2006. januárban meglátogatta a Magyar Űrkutatási Irodát