Repülni fog a bolygókutató szőnyeg

Szőnyegszerű robotok igazíthatják el a felszínt landolás előtt

Amerikai kutatók szokatlanul merész ötlettel álltak elő, amely forradalmasíthatja a bolygókutatást. Elképzeléseik szerint drága, bonyolult és érzékeny leszállóegységek helyett tucatszámra kellene elektronikus szőnyegeket kiszórni a vizsgálandó égitestre.

A hajlékony elektronikus eszközök fejlődése új távlatokat nyithat a Naprendszer bolygóinak és holdjainak kutatásában. A bolygókutató szőnyeg olcsó, könnyű és strapabíró. Igaz, kevesebbet tud, mint a bonyolult szondák, de a nagyobb példányszám pótolhatja a hátrányokat. Ráadásul olyan helyekre is eljuttatható – sőt eljuthat –, ahová a mostani drága eszközöket a túlságosan nagy kockázat miatt nem merik elküldeni.

Talán így néznek majd ki a jövő bolygókutató leszállóegységei. Egy megvalósíthatósági tanulmány szerint gazdaságos lehet a távoli égitesteket a felszínre szórt elektronikus szőnyegekkel kutatni Forrás: Hamid Hemmati

Űreszközeink a Naprendszer több égitestének felszínére eljutottak, a Holdon kívül a Vénuszra, a Marsra, a Titánra és az Eros kisbolygóra. Talán hamarosan leszállunk egy üstökösre, majd további kisbolygókra, de az óriásbolygók egyes holdjain is szívesen végeznének helyszíni vizsgálatokat a planetológusok.

A jelenleg aktív bolygókutató eszközök közül a legbonyolultabb a Mars felszínét jelenleg is vizsgáló Curiosity. A közel egytonnás szerkezet tucatnyi tudományos műszerrel kutatja a vörös bolygót. Nemcsak a bonyolult berendezések drágítanak azonban meg egy ilyen küldetést, hanem a sima leszállás technológiája is. A légkör nélküli égitesteken a rakétás fékezés, ha van légkör, akkor ejtőernyők, hővédőpajzsok, távolságmérő radarok kellenek, de az sem baj, ha fékezőrakéták is segítenek. A Marson próbálkoztak már felfújt légzsákokba burkolva ledobni a kisebb járműveket, de a jóval nagyobb Curiosity épségben történő leeresztéséhez az úgynevezett „égi darut” kellett kifejleszteni. A különböző leszállási módszerek sikerrel vizsgáztak, költségeik azonban jelentősek, több száz millió dollárra rúgnak.

A csaknem egytonnás Curiosity marsjárót 2012 nyarán az „égi darunak” nevezett bonyolult szerkezet eresztette le a Marsra Forrás: NASA/JPL-Caltech

A közelmúltban a NASA Sugárhajtás Laboratóriuma (JPL) kutatói és mérnökei Hamid Hemmati vezetésével újszerű és olcsón célba juttatható leszállóegységek megvalósíthatóságát vizsgálták. Eredményeikről a NASA innovatív, új ötleteket felsorakoztató konferenciáján számoltak be. Véleményük szerint elgondolásuk legfőbb előnye, hogy segítségével „a NASA olyan helyekre is elmerészkedhet, ahol eddig nem merték megkockáztatni a leszállást.” A marsi leszállóhelyek kiválasztásánál mindig nagy dilemmát jelentett az érdekes, de kockázatos, illetve a kevésbé érdekes, de biztonságos helyszínek közötti választás. A marsjárók építési költségeit tekintve nem meglepő, hogy általában a biztonság diadalmaskodott.

Hemmati és csoportja a NASA 100 ezer dolláros ösztöndíjával kidolgozta a „sík leszállóegység” koncepcióját. Ezek a mai fogalmaink szerint leszállóegységnek alig nevezhető eszközök egy négyzetméteres, legfeljebb 1 cm vastag, hajlékony lapok lennének, amelyeket egy anyaszonda szórhatna ki a vizsgálandó égitest felszínére. Semmiféle bonyolult leszállító berendezésre nem lenne szükség, az „elektronikus szőnyegek” egyszerűen leesnének a felszínre. Még azt sem kell megkövetelni, hogy mind épségben leérkezzenek, a kutatók elgondolása szerint bőségesen elegendő és jó eredménynek tekinthető, ha a szőnyegek fele működőképes marad.

Egy 1 négyzetméteres, néhány milliméter vastag elektronikus berendezés legfeljebb néhány kilogramm tömegű lehet, vagyis néhány tucat, sőt akár néhány száz darab célba juttatása egyszerűbb, mint az egytonnás leszállóegységé. Megtakarítható az égi daru vagy az ennek megfelelő leszállító berendezés tömege is, a kisebb űrszonda pedig gazdaságosabban építhető meg.

Hemmati szerint a hajlékony elektronikus eszközök fejlődésének köszönhetően a szőnyegek energiaellátása napelemekkel biztosítható, felületükön apró kamerák, spektrométerek és a környezet paramétereit folyamatosan mérő más műszerek helyezhetők el. A mérési eredményeket a fölöttük elrepülő anyaszonda gyűjtené be és továbbítaná a Földre.

Az alapkoncepció szerint a leszállóegységek nem képesek a helyváltoztatásra. Nem tartják azonban elképzelhetetlennek, hogy a későbbi változatokra apró lábak kerüljenek. Megfelelő berendezésekkel a sík lap meggörbíthető, akár gömbölyűvé összehúzható, így ha van az égitesten légkör, akkor a szél tovasodorhatja. Ígéretes célpont a Mars, itt a legfontosabb előny, hogy a nagyon tagolt felszínű területek is célba vehetőek, akár például a Vallis Marineris, ahová hagyományos leszállóegységgel túl kockázatos lenne lemerészkedni.

A távolabbi lehetséges célpontok között a kutatók elsősorban két jeges holdat, a Jupiter körül keringő Europát és a Szaturnusz Enceladusát említik. Feltételezések szerint mindkét égitesten a felszínt borító jégpáncél alatt folyékony vízből álló óceán lehet. Hemmati a részletes kutatást megelőző, első, tájékozódó felmérésre mindenképpen alkalmasnak tartja a sík leszállóegységeket. Az óriásbolygók holdjai azonban olyan messze vannak a Naptól, hogy ott a szőnyegek nem tudnák a berendezéseik működtetéséhez szükséges elektromos energiát napelemekkel előállítani. Ez bonyolultabbá teszi az eredeti koncepciót. Hemmati szerint a szőnyegeket a fölöttük elrepülő anyaszonda láthatná el a hiányzó energiamennyiséggel. Az anyaszondára az adatok összegyűjtése miatt amúgy is mindenképpen szükség van, az energia nagy távolságra történő vezeték nélküli továbbítására (lézernyalábokkal) pedig a Földön már történtek ígéretes kísérletek.

A NASA az Europa Clipper űrszondával szeretné alaposan megvizsgálni a Jupiter jéggel borított holdját. Előőrsként alkalmasak lehetnének az elektronikus szőnyegek a felderítésre Forrás: NASA/JPL-Caltech