„Tolvajt” küldünk a veszélyes kisbolygóra

2016.09.06. 16:09

Szeptember 8-án, csütörtökön indul a NASA űrszondája, az OSIRIS-REx, hogy mintát vegyen a Földet talán leginkább fenyegető aszteroidáról. A Bennu néven ismert földközeli objektum tanulmányozásával a tudósok fontos információkhoz juthatnak a Naprendszer korai időszakáról és az élet keletkezéséről, valamint arról, milyen technikát érdemes fejleszteni az űrbányászat megvalósításához. A szakértők azt is szeretnék megtudni, milyen esetleges veszélyt jelenthet ránk nézve a vizsgált űrszikla. Összegyűjtöttük a legfontosabb tudnivalókat a merész vállalkozásról. 

Bizonyára sokan emlékeznek még az Armageddon című akciófilmre. Ebben olajfúró munkások egy csapata a Bruce Willis alakította főnök vezetésével arra vállalkozott, hogy leszállnak egy Földet veszélyeztető objektumra, lyukat fúrnak bele, majd végül elpusztítják egy atombombával. 

Most szerencsére a helyzet messze nem ilyen drámai, bár az 101955 Bennu aszteroidát a Földre potenciálisan veszélyes égitestek közé sorolják. Nevét az egyiptomi mitológia egyik szent madaráról, a benuról, a görögök főnixének egyiptomi megfelelőjéről kapta. 

Nem egy aprócska kavics

A Bennut még 1999-ben fedezték fel a LINEAR projekt keretében, és nem mondható apró űrbéli kavicsnak: az átmérője 500 méter, és 6 évente kerüli meg a Napot. 

Anyagát tekintve a meteoritok világából ismert szenes kondritok közé sorolható.  A szenes kondritok a meteoritok viszonylag ritka típusa, az ismert objektumoknak csak körülbelül 5 százaléka tartozik ebbe a csoportba. Legfontosabb összetevőik a szilikátok, az oxidok és a szulfidok, de sok vizet is tartalmaznak, emellett szerves vegyületek ugyancsak előfordulnak anyagukban. 

Radarkép a szóban forgó aszteroidárólForrás: NASA

A Bennu 2135-ben a Föld és a Hold között fog elhaladni, ez a közelség pedig oly módon befolyásolhatja a pályáját, hogy akár neki is ütközhet szülőbolygónknak. Természetesen a becsapódás esélye még így is rendkívül kicsi, a legutóbbi számítások szerint mindössze egy a 2700-hoz.

Persze nem árt felkészülni minden eshetőségre, így nem meglepő, ha a NASA a lehető legtöbb információt szeretné begyűjteni az objektumról. 

800 millió dolláros projekt

A terv pofonegyszerűnek hangzik: az amerikai űrügynökség fejlesztése, az OSIRIS-REx mintát vesz az aszteroidáról, majd azt visszahozza a Földre. 

A kutatóeszköz 800 millió dolláros (átszámítva több mint 200 milliárd forintos) költségvetéssel épült meg, és része a New Frontiers (új határok) programnak. Emlékezetes, ennek keretében valósulhatott meg az, hogy a New Horizons 2015 júliusában elérte a Plutót, valamint egy minden eddiginél jobb műhold, a Juno vizsgálhatja Naprendszerünk legnagyobb planétáját, a Jupitert. 

Az OSIRIS-REx a harmadik a sorban, nevét annak köszönheti, hogy egyes kutatók rendkívül vonzódnak a mesterkélten bonyolult, de rövidítve valamilyen értelmes szót adó elnevezésekhez. Így aztán a küldetés a maga teljességében aligha értelmes „Origins Spectral Interpretation Resource Identification Security Regolith Explorer” névre hallgat. 

Az OSIRIS-REx bolygóközi szonda fantáziarajzaForrás: NASA/JPL

Ami a szondát illeti, egy nagyjából kocka alakú, másfél tonnás szerkezetről beszélhetünk. Energiaellátását 8,5 négyzetméter felületű napelemtáblákkal biztosítják. Kamerái mellett a lézeres magasságmérő is a felszín minél pontosabb feltérképezését szolgálja. A látható és infravörös tartományban működő spektrométer a felszínt alkotó anyagok azonosításához kell, akárcsak a röntgentartományban dolgozó, képalkotó spektrométer. Legfontosabb része természetesen a mintavevő szerkezet és a mintákat tároló tartály.  A kamerák készítésénél fontos szempont volt, hogy a kisbolygó felszíne fekete, tehát alig ver vissza valamit a ráeső napfényből, mégis használható képet kell kapni. 

Nem először hoznak mintát egy idegen égitestről
Az Apollo-program asztronautái már hoztak talajmintát és kőzetdarabokat a Holdról a Földre, de a Stardust űrszondának is sikerült szert tennie néhány szemcsére a Wild2-üstökös kómájából, amiket aztán 2006-ban visszaszállított bolygónkra. Hasonló bravúrt hajtott végre a Hajabusza japán űreszköz, amely kapszulájában mintegy 1500 szemcsét „fuvarozott” haza a 25143 Itokawa kisbolygóról.

Nem lesz egyszerű feladat

A szonda számára 2016. szeptember 8-án nyílik meg az indítási ablak, amely 34 napig tart. Ha minden a terveknek megfelelően alakul, csütörtökön, helyi idő szerint este 7 óra 5 perckor egy Atlas–5 rakétával indítják a floridai Cape Canaveral állomásról. Útja két évig tart, várhatóan 2018 augusztusában közelíti meg célját.

Ezt követően az OSIRIS-REx egy ideig az aszteroida körül fog keringeni, amit részletesen megvizsgál, különös tekintettel az égitest spektrális, termikus és geológiai tulajdonságaira. Eközben a Bennu felszínéről nagyfelbontású, részletes térkép készül, hogy a szakemberek kiválasszák a mintavételi helyet. A szonda 2020 júliusában kezdheti meg a kisbolygó anyagának begyűjtését. 

OSIRIS-REx amerikai kisbolygókutató űrszondaForrás: NASA

Igazi landolás viszont nem fog történni, az űreszköz csupán megközelíti a felszínt, majd néhány pillanatra érintkezve vele gyűjt össze némi törmeléket. Ez a következőképpen történik: az űreszközből kinyúlik a csuklós mintavevő kar, a végén a mintavevő fejjel. A fejet pár másodpercre hozzányomják az égitest felszínéhez. A fej belsejében nagy erővel, lökésszerűen nitrogént fújnak a felszínre, ami a port és az apró kődarabokat felkavarja, és a mintagyűjtőbe tereli. A küldetés tervezői remélik, hogy legalább 60 gramm kőzetet tudnak csapdába ejteni, de a tesztek eredményei 300 grammos átlagot mutattak. Ezután nincs más hátra, mint hogy a gyűjtött anyagot el kell hozni a Földre.

A visszaút indítási ablaka 2021 márciusában nyílik meg az OSIRIS-REx számára, és ha nem üt be semmi gikszer, 2023 szeptemberében visszaérkezik a Föld közelébe. Mielőtt a légkörbe érne, a szondáról leválik az anyagot tároló kapszula, és ejtőernyővel leereszkedik a földfelszínre. Ezt követően az űreszköz egy pályamódosítással a Földet elkerülő, stabil, Nap körüli pályára áll.

A kapszula leválik a szondáról (illusztráció)Forrás: NASA Goddard Space Flight Center

A kutatók a hozott mintákat atomi szintig fogják vizsgálni, elsősorban szerves vegyületeket keresnek, különös tekintettel az élet építőköveiül szolgáló cukrokra és aminosavakra.

Milyen ismeretekre tehetünk szert a szonda vizsgálatai által?

A tudósok reményei alapján a gyűjtött minta nagyon alapos, földi laboratóriumokban elvégzendő vizsgálata választ adhat a Naprendszer és az élet eredetével kapcsolatos, számos, ma még nyitott kérdésre. A Bennu összetételét tekintve ugyanis hasonló azokhoz az aszteroidákhoz, amelyek több milliárd éve bombázták a Földet, megtermékenyítve a bolygót azokkal az elemekkel, amik elengedhetetlennek bizonyultak a ma ismert élet kialakulásához. 

Mindezek mellett az űreszköz egy múlt században felfedezett jelenséget, az úgynevezett Jarkovszkij-hatást is tüzetesebben tanulmányozni fogja.  A Jarkovszkij-hatás egy erő, ami a világűrben forgó testre hat az egyenetlen hősugárzás következtében. Többnyire aszteroidákkal kapcsolatban van jelentősége, mivel azok mérete és tömege elég kicsi, így a hatás eredménye nagyobb. 

Miért fontos a Jarkovszkij-hatás megismerése?
A szülőbolygónkat fenyegető aszteroidákról kevés és pontatlan információink vannak, pontos pályájuk meghatározása szinte lehetetlen. Ezt nehezíti a Jarkovszkij-hatás is. A világűrben haladó test a megvilágítást egy irányból, a Nap felől kapja, ezért egyrészt egyenetlenül melegszik fel, másrészt a kapott hőmennyiséget kisugározva a saját pályáját hosszabb idő eltelte alatt módosítja, bármilyen kicsi is az így ható erő. A hatást először a 6489 Golevka aszteroida kapcsán végzett mérésekkel igazolták. Az aszteroida pályáját radarral követték, és az 15 kilométerrel eltért a kiszámított pályától.

Az előzőekhez hasonlóan lényeges szempont, hogy a mintagyűjtési technológia kipróbálásával és fejlesztésével olyan új eszközök építésére nyílhat lehetőség, amiket az aszteroidák értékes ásványainak kibányászása során lehetne alkalmazni. 

Forrás: Manuel Cohen/Fizzfoto

Mit nem fog csinálni az OSIRIS-REx?

Például nem robbantja fel a Bennut, és más fenyegető űrszikláktól sem védi meg szülőbolygónkat. Némileg aggasztó lehet, hogy jelen pillanatban egyetlen nemzeti vagy nemzetközi terv sincs, ami a veszedelmes aszteroidák és üstökösök elpusztításának lehetőségét körvonalazná. Márpedig bármikor felbukkanhat egy hatalmas űrszikla. Aggasztó adat, hogy a Bennura emlékeztető, termetesebb földközeli objektumoknak csupán 51 százalékáról van tudomásuk a kutatóknak.

Amikor 2013-ban a NASA ügyvezető igazgatójának, Charles Boldennek azt a kérdést tették fel, mit tenne az űrügynökség, ha egy hatalmas égitest közeledne felénk, mindössze ennyit mondottHa már csak három hetünk maradt az érkezésig, akkor imádkozunk.” 

Ez persze nem azt jelenti, hogy a NASA ne készülne egy esetleges veszély elhárítására. Alig néhány hónapja jelentették be, hogy „aszteroidafigyelő ügyosztályt” hoztak létre. A Bolygóvédelmi Koordinációs Iroda (Planetary Defense Coordination Office, PDCO) nevet viselő részleg feladatát korábban a Bolygótudományi Divízió (Planetary Science Division) részeként működő kutatócsapat látta el, most azonban külön csoportba tömörülhetnek azok a tudósok, akik a jövőbeni aszteroidafenyegetésekkel fognak foglalkozni. 

Négyméteres szikladarabot csippentenének le egy aszteroidárólForrás: NASA

Egyik tervük szerint az Aszteroidaátirányítási Küldetés (Asteroid Redirect Mission) nevű program keretében egy méretes kődarabot csippentenének le egy kisbolygó felszínéről, hogy aztán Hold körüli pályára állítva az apró égitestet rendszeresen felkereshessék és tanulmányozhassák. A 2020 decemberére tervezett misszió egyik célja, hogy a küldetésből leszűrt tapasztalatok alapján fejleszthessék a Földre esetlegesen veszélyt jelentő aszteroidák eltérítését célzó technikákat. 

KAPCSOLÓDÓ CIKKEK