Nozomi (PLANET-B)

Most egy olyan szintén szomorú sorsú űrszondáról lesz szó, melynek programjában ugyancsak szerepelt a két Mars-hold tanulmányozása is. A bejegyzés a japán Nozomi nevű eszközt és küldetésének célját foglalja össze. Rövidített változat, a teljes írás a Mars-holdak kutatása c. művemben található meg (megrendelésének módját az előző bejegyzések végén találod meg). 

Az első olyan Mars-szonda, melyet nem a két hagyományos űrhatalom indított útnak, hiszen a Nozomi japán űreszköz volt. A név jelentése remény vagy kívánság. Bármelyiket is jelentse, a szonda csak részben teljesítette ezek valamelyikét, de erről kicsit később.

Az űreszközt a Tokiói Egyetem Űrtudományi Intézete építette az ISAS (Institute of Space and Astronautical Science) részére, mely 2003-tól néhány másik intézettel együtt a Japán Űrkutatási Ügynökség (Japanese Space Exploration Agency, JAXA) részévé vált. A Nozomi feladata a Mars felsőlégkörének és napszéllel való kölcsönhatásainak tanulmányozása és a holdak vizsgálata lett volna, de nagyrészt mégis inkább egy műszaki kísérlet volt. A szonda alapját egy 58 cm magas és 1,6 m széles csonka élű hatszög-alapú hasáb képezte. Ennek alján volt a meghajtó egység, átellenben pedig a nagy nyereségű parabolaantenna, mely a Földdel való kapcsolattartásért felelt 8410,93 MHz (X-sáv) és 2293,89 MHz (S-sáv) frekvenciákon. Oldalra 2-2 db rúdantennát is felszereltek. A műszerek is a hasáb oldalán kaptak helyet. Tömege 258 kg volt, melyhez még hozzájött 282 kg üzemanyag is. Az űrszonda mozgása forgás-stabilizált volt, percenként 7,5 fordulattal (rpm). A forgástengely a Föld felé mutatott. Energiaellátásáról napelemek gondoskodtak, melyek nikkel/fém-hidrid akkumulátorokat töltöttek.

A Nozomi 1998. július 3-án indult az Uchinoura Űrközpontból négyfokozatú Mű-5-ös (M-V) hordozórakétával. Ez a Föld körül egy 340-400 000 km-es parkolópályára állította. A nagy excentricitás a szonda gyorsításában játszott nagy szerepet. A többi Mars-szondától eltérően ugyanis a Föld és a Hold megközelítésével ún. hintamanőverek (swing-by) alkalmazásával szerették volna gyorsítani a Nozomit, így kevesebb üzemanyagra volt szükség. A módszer lényege nagy vonalakban a következő: elindítjuk a szondát ahhoz az égitesthez, amelynél a műveletet végre akarjuk hajtani. Ha megfelelő távolságban és sebességgel repül el az objektum mellett, akkor annak gravitációs hatása megváltoztatja a haladási irányt pontosan a célbolygó felé úgy, hogy közben a szonda sebességet is nyer.  Mint a Hohmann-pályánál, itt is vannak indítási ablakok, hiszen a gyorsító égitest és a célbolygó nem mindig állnak kedvező pozícióban a manőverhez, emellett nagyon pontos számítások szükségesek. A hintamanőverrel gyorsított űrjárművek sebességüktől függően parabola – vagy hiperbolapályákon repülnek, melyek Hohmann-ellipszisek segítségével közelítőleg leírhatók. Elsősorban a külső Naprendszerbe induló szondáknál alkalmazzák, pl. a Voyager-2 így tudta mind a négy gázóriást megközelíteni. Na de ebbe ne is menjünk bele jobban, csupán azért vettük át az előbbieket, hogy megértsük, miért volt gazdaságosabb ezt az eljárást alkalmazni. Tehát 1998. szeptember 24-én és december 18-án a szonda a tervek szerint megközelítette a Holdat, és végrehajtotta hintamanővereit, majd még ez év december 20-án ugyanezt elvégezte a Földnél is. Már csak egy hét perces rakétás gyorsítás következett volna, melynek segítségével 1999. október 11-én érkezhetett volna meg úti céljához, a Vörös bolygóhoz. Azonban mint később kiderült, a gyorsítás nem járt sikerrel, így a szonda lemaradt a Marssal való találkozásról. Ezért 10 nappal később, október 21-én újra begyújtották a hajtóműveket, de az üzemanyag már meglehetősen kevés volt. Ezért újra kellett írni a program menetrendjét, mely szerint a mesterséges bolygóvá vált Nozomit 2002 decemberében és 2003 júniusában újra nekilendítik a Marsnak, amint a szonda elrepül bolygónk mellett. Így az új tervek szerint a célpontot 2003 decemberében érné el. A Mars körül egy kb. 300-51000 km-es, 170 fokos hajlásszögű előzetes pályára állna. Később a közelpontot 150 km-esre módosítanák, ezzel a keringésidő 38,5 órában állandósulna. Ez a pálya már lehetővé tenné a termoszféra, az alsó exoszféra, valamint a felszín és az atmoszféra alsó régióinak vizsgálatát. A normál küldetés időtartamát egy marsi évben határozták meg, melyet 3-5 évesre terjesztenének ki.

Ezúttal a pályaszámítások pontosak voltak, azonban ismételten homokszem került a gépezetbe: ugyanis 2002. április 21-én a Föld felé közelítő űreszközt erős napflerek érték el, melyek megrongálták az energiaellátó és a kommunikációs rendszereket. Ugyan a fellépő rövidzárlat némi zavart okozott a helyzetstabilizáló eszközök működésében is, a szonda mégis sikerrel hajtotta végre az új tervben szereplő első hintamanőverét. A második esetben sem volt nagyobb szerencséjük a szakembereknek: 2003. június 19-én a Nozomi túl közel került a Naphoz, ezért a meghajtáshoz használt hidrazin komponens kiolvadt, és módosította az űreszköz pályáját. Az irányítók végül olyan kompromisszumos megoldást találtak ki, mellyel a szonda nem állhatott pályára a Mars körül, hanem elrepült volna mellette 1000 km-es távolságban. Erre azért volt szükség, mert e nélkül a szonda becsapódott volna a Marsba, a pályára álláshoz pedig az üzemanyag kevésnek bizonyult. Ami baj lett volna, hiszen a keringőegységet nem sterilizálták, hiszen nem szállt volna le. Most viszont fennállt a lehetősége, hogy földi mikroorganizmusokkal szennyezné be a bolygót becsapódás esetén. Végül 2003. december 14-én a Nozomi elrepült a Mars mellett, de ekkorra már műszereit kikezdte a napszél és a kozmikus sugárzás. Így a szonda élettelenül kering tovább csillagunk körül egy kb. 2 éves periódusú pályán.

 Az űreszközön 14 kutatóműszer kapott helyet, a műszercsomag tömege összesen 33 kg volt. Rádiós berendezései a már bemutatott kommunikációs eszközök és egy ún. ultrastabil oszcillátor, melynek segítségével a szonda pályájának változásait nagy pontossággal meg lehetett volna határozni. Érdekességként megjegyzendő, hogy a termikus plazma-analizátort a Kanadai Űrügynökség (CSA) építette és szolgáltatta. Az 5 millió dollárt érő műszerrel elsőként vettek részt egy bolygóközi küldetésben.

Ha a Nozomi sikeresen pályára áll, akkor annak excentrikussága biztosította volna mindkét Mars-hold megfigyelését is. A szonda feladatai között ez fontos szerepet kapott. Modern műszerei segítségével minden bizonnyal számos új információhoz juthattunk volna. De sajnos nem így történt. Bármennyire is szellemes volt a szonda utazásának megtervezése, és megvalósítása a Marshoz – igaz, második nekifutásra -, végül a dolgok váratlan egybeesése vezetett a kudarchoz. A Nozomi sikertelensége miatt Japán gyakorlatilag elszalasztotta a lehetőséget, hogy a harmadik „Mars-kutató” nemzet legyen. Ezt a szerepet Európa vette át a Mars Express sikeres megérkezésével. 

A Fobosz-szondák

Most egy újabb részlet következik a már sokat említett munkámból, méghozzá egy olyan szondacsaládról, amelyről a magyar szakirodalom - legalábbis a netes - méltatlanul megfeledkezik. Ugyanis nekünk, magyaroknak is közünk van hozzájuk. Emellett a hamarosan útnak induló Fobosz-Grunt is a Fobosz-szondák egyenes ági leszármazottjaként fogható fel.

A Szovjetunióban járunk. A ’80-as években már az enyhülés szelei fújnak a nagy birodalomban, a glasznoszty és a peresztrojka dallamát fütyülve. Gyengül a katonai feszültség a Nyugattal szemben, bár Reagan elnök továbbra is megtartja a távolságot a szovjetektől. Hasonló folyamat megy végbe az űrkutatásban is: az Űrkutatási Intézet (IKI) is egyre inkább a nemzetközi együttműködést helyezi előtérbe. Ennek ékes bizonyítéka, hogy a ’70-es évek elején a Lunohod-holdjárókon már francia műszer is dolgozott, de itt említeném meg az Interkozmosz-programot is, melynek során a szocialista országok – így hazánk is – számos lehetőséget kapott az űrkutatásban való aktív részvételre. 1985/86–ban a Vénuszhoz indított Vega-szondák nagy sikereket értek el, keringőegységeik és a bolygó légkörébe engedett ballonok sok adattal szolgáltak. Ideje volt a Marsnál is hasonló eredményeket elérni. Ám a szakemberek tudták: Mars-szondáik közül egy sem járt teljes sikerrel. De a Vega-szondák eredményei felbátorították őket, olyannyira, hogy egy teljesen új típusú, minden eddiginél komplexebb szonda-család tervezésébe fogtak bele. Ugyanakkor ott volt a lehetőség: ha a szondák elsősorban nem a Mars, hanem mondjuk a Phobos megközelítését, sőt leszállóegységgel való elérését tűznék ki célul, máris átvehetnék a vezető szerepet a Mars kutatásában. Így született meg a Fobosz-család, melynek két tagja készült el.  A program 14 egyéb ország részvételével valósult meg, pl. Svédország, Franciaország, Ausztria, Svájc, NSZK, és USA – utóbbi a DSN segítségével a szondák követésében vett részt.

A Fobosz-szondákat (1.ábra) a következő célokkal indították útnak: a Phobos tanulmányozása távérzékelési módszerekkel, a Mars felszínének, légkörének, atmoszférájának és plazmakörnyezetének vizsgálata – beleértve a Nappal való kölcsönhatásokat is -, a Nap kutatása, valamint a Phobos-ra való leszállás végrehajtása volt: a tervek szerint a szondák landerei leszálltak volna a holdra, hogy ott helyszíni vizsgálatokat végezzenek. Leszállás előtt az anyaszondák információkat szereztek volna az égitest összetételéről fizikai jellemzőiről. A közeledés során TV-kamerával készítettek volna felvételeket a Marsról és holdjáról. A leszállást követően a landerek különböző berendezéseikkel a hold belső szerkezetét és összetételét vizsgálhatták volna, az orbiterek pedig a Marsot még fél évig. Bár a két eszköz azonos terv alapján készült, felszereltségük kissé eltérő volt (l. később!). A Fobosz-1 1988. július 7-én, a Fobosz-2 1988. július 12-én indult Bajkonurból Proton-K hordozórakétával. Utóbbiakat Fregat fokozattal is kiegészítették, mely a szondák Mars-irányú gyorsítását végezte. Feladatuk végeztével ezek leváltak az orbiterekről.

Most pedig lássuk, hogyan is nézett ki egy Fobosz-szonda! Az orbiter alján egy tórusz alakú gyorsítófokozat volt. E körül négy gömbtartályt helyeztek el, melyeket a pályamódosításokhoz használt hidrazinnal töltöttek meg. A tartályokon 24 darab 50 N-os, és 4 darab 10 N-os tolóerejű korrekciós hajtómű volt. Az űreszközt kiegészítő fúvókákkal is felszerelték, ezek a vázra voltak szerelve. Efelett található a fő szakasz, mely a szintén tórusszerű, nyomás alá helyezett elektronikus szekcióval kezdődik. Ez a henger alakú kísérleti egységet veszi körül, melynek palástján a legtöbb berendezést találjuk.  A szondák tetején irányítható parabolaantenna szolgált a hírkapcsolat fenntartására, a napelemek végén található rúdantennák pedig a leszállóegységek jeleit foghatták  volna. A navigáció háromtengelyű volt, melyet Nap- és csillagszenzorok támogattak. A Fobosz-szondák tömege 2600 kg volt, ez a gyorsítófokozattal és az üzemanyaggal együtt már 6220 kg-ot tett ki. Maguk az űreszközök egy keringőegységből – az „anyaszondából”- egy hosszú élettartamú autonóm leszállóegységből (DAS), és egy rugók segítségével „pattogva” helyét változtató leszállóegységből (PROP-F, közismertebb nevén „hopper”). A DAS jelzésű eszközök statikus egységek, melyek helyszíni vizsgálatra lettek volna alkalmasak a felszínen hosszabb ideig. Feladatuk a Phobos felszínének és környezetének vizsgálata, valamint a talaj fizikai és kémiai tulajdonságainak tanulmányozása volt. A PROP-F rugók segítségével mozgott volna a felszínen: ha egy helyen befejezte vizsgálatait, egy ugrással másik területre kerülhetett, ahol folytathatta méréseit.

A két Fobosz-szonda között a különbség mindössze annyi volt, hogy „hoppert” csak a Fobosz-2 vitt magával, míg a Grunt nevű műszer csak a Fobosz-1-re volt felszerelve. Az ISM-et az IAS és a DESPA (Párizsi Obszervatórium) fejlesztette a CNES támogatásával.

Különösen érdekesek voltak a lézeres és az ionágyú-kísérletek: a lézerágyúval 50 méter távolságból 0,5 J-os impulzusokkal egy 1-2 mikrométeres átmérőjű felszíni pontot lőttek volna, hogy ott szintén 1-2 mikrométeres mélységig a felszín alkotórészei elpárologjanak, majd ionizálódjanak. Az így keletkezett plazmát tömegspektrométerrel elemezve meghatározhatták volna a talaj összetevőinek minőségi és mennyiségi viszonyait. Az ionágyú ugyanezt a célt szolgálta, itt azonban 2 milliamper erősségű és 2-3 keV energiájú ionsugárral párologtatás nélkül ionizálhatták volna a bombázott terület részecskéit, melyet ugyanúgy tömegspektrométerrel vizsgálhattak volna meg.  A műveletre 50-100 m távolságból kerülhetett volna sor.

Sajnos a két űreszköz közül egyik sem járt teljes sikerrel, sőt a Fobosz-1 teljes kudarcot vallott. Bár utóbbi is sikeresen elindult, csak 1988. szeptember 2-ig működött: az irányítók által 1988. augusztus 29/30-án feltöltött hibás utasítás-sorozat megzavarta a fedélzeti számítógépet, amely így kikapcsolta a helyzetstabilizáló hajtóműveket. Ezt követően a szonda napelemei is elfordultak a Naptól, ezáltal az akkumulátorok is lemerültek. Mint kiderült, egyetlen karakterhiba okozta a Fobosz-1 vesztét, emellett a teszteknél a vezérléshez használt ún. PROM-okat időhiány miatt nem cserélték le a repüléshez használandó példányokra.

A Fobosz-2 már sikeresebb volt: képeket és adatokat is továbbított mind a Marsról, mind a bolygóközi térségről, de még a Phobosról is (3. és 5. ábra).  Sőt, néhány VSK-felvételeken a Jupitert is megörökítette, de ezeket a bolygó ottlétén kívül természetesen semmilyen részlet nem ismerhető fel. A testvérszonda kudarcát követően ezzel már úgy bánták a repülésirányítók, mint a hímes tojással. A szonda el is jutott a holdacskához, ám amikor a felszíntől 50 m-re megkezdte a landerek szabadon bocsátását, hirtelen megszakadt ezzel is a rádiókapcsolat. A kutatók nem értették, mi történt, de mint később kiderült, a fedélzeti számítógép hibás működése eredményezte a kommunikációs zavart.  A küldetés végül 1989. március 27-én ért véget. A Fobosz-2 30 000 spektrumot készített a Mars egyenlítői térségéről és 400 spektrumot a Phobosról szintén közeli infravörösben. Ezek a vizsgálatok lehetővé tették az első ásványtani térképek elkészítését a Marsról és holdjáról (4. ábra), de a bolygó atmoszférájáról is születtek eredmények. Kiderült a légkör hidrogén/deutérium arányának meghatározásából, hogy a Mars rengeteg vízgőzt veszít. Ezt az eredményt később a MEX mérései pontosították, de egyúttal igazolták is. A szonda útja során mérte a bolygóközi térségben uralkodó mágneses és részecskesugárzási viszonyokat (a szondák plazmafizikai műszer-együtteseit a KFKI-ban fejlesztették). Ezeket az adatokat a jelenlegi tanulmányok is rendszeresen felhasználják. A legjobb felbontású Phobos-felvételeken 34 m volt a legkisebb azonosítható pont. Az űrszondának sikerült megörökítenie a hold elhaladását a Mars előtt, a képeket számítógéppel dolgozták fel. Az űreszköz „utolsó felvétele” nagy ismertségre tett szert, ugyanakkor újabb táptalajul szolgál konspiráció-elméletek születéséhez (l. köv. fejezet).

A soron következő, már orosz Mars-szonda, a Marsz-8 névleg ugyan a Marsz-sorozat része volt, mégis egyértelműen Fobosz-típusúnak tekinthető, hiszen itt is ugyanazt a dizájnt használták fel. Ennek történetét pedig már ismerjük…

     

Ha többre vagy kíváncsi, jegyezz elő most a Mars-holdak kutatása című füzetre kedvezményes, 700 Ft-os (+ postaköltség) áron! Itt teheted meg ezt: v.space@freemail.hu 


 

Marsz-8 (Marsz ’96)

Mivel közeledik a Fobosz-Grunt startja, ezért röviden ismerkedjünk meg röviden a legutóbbi orosz Mars-szonda történetével, melynek sorsa a mostani küldetéssel kapcsolatos közhangulatot is meghatározza. 


A Marsz-8 (1.kép) az első orosz Mars-szonda, mely a Szovjetunió felbomlását követően indult útnak a Mars ’96 program keretében. Fontos megjegyeznünk: a Marsz ’96 és a Mars-8 fogalmak nem egyeznek meg, összefüggnek. Ennek ellenére fenntartásokkal kezelve a dolgot – melyekről most röviden szólok –az űreszközt is nevezhetjük Marsz ’96-nak. Az egésznek űrtörténeti okai vannak: a Fobosz-szondák 1988-as kudarcát követően a szovjet szakemberek egy újabb Mars-szonda tervezésébe fogtak bele. Az eszköz felépítése a Foboszokon alapul, bár azoktól bonyolultabb műszerezettségű lett volna. A startot eredetileg 1992-re tűzték ki, így a programot Marsz ’92-nek keresztelték el. A szondára landereket (2. kép), ún. penetrátorokat (becsapódó egységeket), légköri ballont és nagy, robotizált rovert – Marszohod – is terveztek, az orbiter kamerái pedig minden eddiginél jobb felbontóképességűek lettek volna. A régi hagyományokhoz híven a projektet az oroszok vezették, de 20 egyéb ország – pl. Franciaország, Németország, USA, stb. – is részt vett benne kisebb-nagyobb mértékben. Időközben a Szovjetunió széthullása miatt a startot egy marsi évvel, azaz 1994-re kellett halasztani (Marsz ’94). Ám ez az év sem hozta meg a várt indulást, ezért a startra legkorábban 1996-ban kerülhetett sor – így lett végül a program neve Marsz ’96. Ekkorra azonban a Marszohod és a ballon is kikerült a tervekből.

A Marsz-8 teljes tömege 6180 kg volt, mely üzemanyag nélkül 3159 kg-ra csökkent. A fentiekből kitűnik, mennyire jól felszerelt űreszközről van szó, nem csoda tehát, hogy ennek megfelelően összetett küldetést és tudományos programot szántak neki. A küldetés 1996. november 16-án Bajkonurban kezdődik meg, mely ekkor már Kazahsztánhoz tartozik. A hordozórakéta szerepét a legerősebb működő rakétájának egyik altípusából való (Proton 8K82K/11S824F). Ezt kibővítik egy negyedik, ún. Block D-2 fokozattal, ez a típus most fog harmadik alkalommal repülni az első kettőt a Fobosz-szondáknál használták). A Block D-2 juttatja a szondát a megfelelő magasságú Föld körüli parkolópályára, és onnan a Mars felé. A  bolygóközi pályára állást követően a fokozat leválik, helyét a szonda saját gyorsítófokozata veheti át szükség esetén. Ekkor a Marsz-8 kiengedi antennáit, kicsit később napelemeit is.

Az út kb. 10 hónapos, a tervek szerint ezalatt két pályakorrekció szükséges. A Mars elérése 1997. szeptember 12-én várható, addig a bolygóközi térben végez asztrofizikai méréseket. Öt-hat nappal a megérkezés előtt leválik az orbiterről a két leszállóegység és megkezdik önálló útjukat a felszín felé. Az északi félgömb két különböző helyén érnek „földet” (é.sz. 37°, ny.h. 162°, valamint é.sz. 33°, ny.h. 169°). Később a szonda bekapcsolja fékezőhajtóműveit, hogy kb. 500-52000 km-es pályára álljon a Vörös bolygó körül.  Ezen a pályán 43,09 óra az eszköz keringésideje. Eközben a leszállóegységek is belépnek a légkörbe. Ekkor még hővédő pajzsok fékezik az eszközöket (aerobraking). 19,1 km-es magasságban, amikor az egységek kellő módon lelassultak, kinyílnak az ernyők, majd 18,3 km-rel a felszín felett a hőpajzsok is leválnak. 17,9 km magasan légzsák fújódik fel mindkét lander körül. Nem sokkal ezután elválnak az ernyőktől, és rövid ideig szabadon esnek. A becsapódás rugalmas ütközés formájában történik, vagyis a csomag egy darabig pattog és gurul, majd megáll (az ötletet az egységek alakjához hasonlóan a Luna-9 holdszondától vették, de nagyjából ugyanezt alkalmazták az amerikaiak a későbbi rovereknél is – l. később!). Végül a légzsákok leeresztenek, a leszállóegységek szabaddá válnak, és megkezdik jeleik sugárzását.. Ez addig tart, amíg az orbiter vevője „látja” a landereket, azaz amíg azonos félgömbön tartózkodnak.

A landereket valamivel megelőzik a penetrátorok (3.kép), melyek nagy sebességgel csapódnak a talajba, közel a későbbi sima leszállások helyeihez. Leválásuk az orbiterről pályára állást megelőző 7-28 napon belül történhet meg. A penetrátorok a stabil „repülés” érdekében  hossztengely körüli forgómozgást végeznek leválás után. Az egységekre szerelt szilárd hajtóanyagú rakéták segítik a becsapódás pontosságát. Az elszakadást követő 20-22. órában a penetrátorok belépnek a Mars ritka atmoszférájába, ahol jelentősen fékeződnek. A becsapódás során a hegyes alsó rész belefúródik a talajba, hogy méréseket végezhessen. A folyamat végső fázisaként az egységek megkezdik jeleik sugárzását az anyaszonda felé, megerősítve a művelet sikerességét.

Nagyjából egy hónappal a pályára állás után a keringőegység megválik az alsó meghajtómodultól, és megkezdi elsődleges tudományos programját. Az orbiter küldetése elvileg egy földi év leteltével érne véget, de adott esetben nem kizárt „hosszabbítás” sem. A program során a Marsz-8 elhalad a Deimos mellett, azonban a Phobos megközelítésére a küldetés időtartamának kiterjesztése esetén is csak elvben volna lehetőség. Ha a program egy éven túl is zöld utat kap, akkor légköri fékezéssel módosítják a szonda pályáját, ahol kb. 9 órás keringésidő még 2-3 hónapig működhet.
Láthattuk, milyen bonyolult műszerezettséget és programot szántak a Marsz ’96-nak. Éppen ezért érthető, hogy miért is érintett olyan érzékenyen az orosz űrkutatást az űreszköz elvesztése. Ugyanis a start (4.kép) a tervben is szerepelt időpontban meg is történt, a Proton három fokozata tökéletesen működött. Ám a Block D-2 hibájából a szonda nem érte el a kellő pályamagasságot, és visszazuhant a légkörbe, ahol nagyrészt elégett. Maradványai egy 320 km hosszú és 80 km széles ellipszisen belül hullottak a Csendes-óceánba, a chilei Iquique-től 32 km-re. Így az ambiciózus tervekből nem lett semmi. A katasztrófát minden bizonnyal az okozhatta, hogy pénzügyi problémák miatt a Marsz ’96 hardvereinek és szoftvereinek készítésénél az olcsóbb, egyben a rosszabb megoldást választották, ráadásul a rakétára még biztosítást sem kötöttek. Azonban a küldetés egyes hardverei túlélhették a légkörbe lépést, hiszen a penetrátorokat és a leszállóegységeket ilyen műveletre tervezték. A probléma csak az, hogy a négy egység RTG-je összesen 200 g plutónium-238-at tartalmaz – ilyenből készítenek nukleáris fegyvereket. Bár ez önmagában kevés ahhoz, hogy felrobbanjon, sugárzása mégis károsan hat a környezetre. Az RTG-k eltávolítása érdekében eddig sem Oroszország, sem az Egyesült Államok nem tett lépéseket.
A Marsz-8 számos műszerének tartaléka jelenleg is a Mars Express fedélzetén dolgozik, melyről egy másik alfejezetben lesz szó. 

Ez a bejegyzés szemelvény volt. Többet is megtudhatsz az ambiciózus, de tragikus küldetésről a Mars-holdak kutatása című munkámból, melyet előjegyezhetsz 700 Ft-ért (+postaköltség) a v.space@freemail.hu címen. Megjelenés decemberben.

Az oroszok már a Phobos-on vannak!(?)

Az Orosz Űrügynökség (RKA vagy Roszkoszmosz) 23 év után űrszondát küld a Mars nagyobbik holdjára, a Phobos-ra. A Fobosz-Grunt névre keresztelt űreszköz idén novemberben indulhat útnak.

Még mielőtt megismerkednénk a küldetés részleteivel, a célpontról pár mondatban szólnék.  A Phobos (ejtsd: Fobosz) a Mars két kis holdja közül a nagyobbik és a bolygóhoz közelebbi. Kicsivel több, mint 9000 kilométer távolságban kering anyabolygója körül, egy keringést nagyjából hét és fél óra alatt tesz meg. Ez jóval rövidebb, mint a Mars forgásideje, ezért a holdacska lassan spirális pályán közelít a bolygóhoz, míg végül becsapódik a felszínbe. Az egyes speciális vizsgálatok alapján úgy tűnik, hogy a Phobos – és a vörös bolygó másik, Deimos nevű holdja is – felszíni összetétele alapján az úgynevezett C- és D-típusú, magas széntartalmú kisbolygókéhoz hasonlít. Vagyis ezek valószínűleg nem a Marssal együtt keletkeztek, hanem a planéta később fogta be őket. A Phobos felszínét ma már elég jól ismerjük, becsapódási kráterek és barázdaszerű alakzatok tagolják. Az amerikai Viking-űrszondák első ízben készítettek részletes felvételeket a holdacskáról, azóta az európai Mars Express minden eddiginél jobb képekkel látta és látja el a kutatókat. Ennek ellenére a hold belső szerkezetéről és keletkezéséről semmit sem tudunk. Éppen ezért van szükség egy olyan űreszközre, mely leszáll az égitestre, talajminta- vételt és egyéb helyszíni vizsgálatokat végez.

1988-ban a Szovjetunió már megkísérelte a holdon való landolást a Fobosz-1 és 2 szondák segítségével, sikertelenül: a Fobosz-1 esetében egy hibás utasítás miatt navigációs zavar lépett fel, a napelemek elfordultak a Naptól, végül a szonda elhallgatott. A Fobosz-2-re már jobban vigyáztak, a szonda közeli képeket készített a Marsról és a Phobos-ról. Sőt, már meg is kezdte a leszállóegység előkészítését a művelet végrehajtására, ám ekkor ezzel is megszakadt minden kapcsolat. A szondákon a Központi Fizikai Kutatóintézet (KFKI) munkatársai által készített műszerek is utaztak, ezek azonban hibátlanul működtek. A programot az oroszok vezették, de számos egyéb ország is részt vett benne.

Egy, a Phobos-ról talajmintát hozó szonda gondolata 1996 körül született meg az orosz szakemberek fejében, de ekkoriban a bizonytalan anyagi helyzet miatt megvalósulására legkorábban a 21. század elején láttak esélyt. 2004 februárjában az Orosz Űrkutatási Intézet (IKI) a kormánytól 40 milliárd rubelt kapott a küldetés kivitelezésére. Az indítandó űrszonda a Fobosz-Grunt nevet kapta, melyben az orosz Grunt szó talajt jelent. 2006-ban az orosz kormány is elfogadta az ország hivatalos Naprendszer-kutatási programjának részeként, így az NPO Lavocskin cég megkezdte a szonda építését – az már csupán érdekes adalék, hogy ugyanez a vállalat végezte a Holdról talajmintákat hozó Luna-holdrobotok és más szovjet-orosz űrszondák kifejlesztését is. Az eredeti tervek szerint a start 2009 októberében történt volna meg Szojuz-Fregat rakétával, de a fejlesztések csúszása miatt ezt egy marsi évvel, azaz 2011-re kellett halasztani.

2005-ben a Kínai Nemzeti Űrügynökség (CNSA) javaslatot tett az RKA felé, hogy esetleg a Fobosz-Grunttal juttassák el a Marshoz saját kis szondájukat, a Yinghuo-1-et. Két évvel később a két ország kormánya megállapodást is kötött az együttműködésről.

Az űreszköz a következő részekből fog állni: legalul a gyűrű alakú extra üzemanyag-tartállyal ellátott Fregat végfokozat található, mellyel az űrszonda elhagyja a Föld környezetét. A fő meghajtó egység a Mars körüli pályára állást segíti majd. Ezt követi egy rácsos szerkezet, ebben utazik majd a kínai szonda. A Marshoz való megérkezésig a Yinghuo-1 napelemei összecsukott állapotban lesznek, addig az energiát a Fobosz-Grunt szolgáltatja számára. A rács tetején ül a leszállóegység, a tulajdonképpeni szonda. Ennek alsó fokozatában találhatók a tudományos és a vezérlő berendezések. A felső fokozat a visszatérő egység, mely a felszíni munka végeztével a talajmintákkal elindul a Föld felé.

A Mars körüli pályára állást követően a végfokozat és a tartórács leválik a szondáról, és a Yinghuo-1 is megkezdi önálló működését. A Phobos megközelítésére 2013 elején kerül sor, ekkor többszöri pályamódosításokkal a hold pályáját metsző pályára áll. Az égitest közelében a sima leszállás érdekében lézeres és majd radaros távolság-meghatározást, ún. Doppler-mérést végez. A leszállóegységekkel ellentétben a Fobosz-Grunt a talajtérés előtt nem fékezni, hanem gyorsítani fogja magát. Erre azért van szükség, mert fennáll a lehetősége, hogy a kis felszíni tömegvonzás miatt a leszálló szonda visszapattan – a holdacska elhagyásához szükséges ún. szökési sebesség kisebb, mint 10 m/s. A leszállást követően azonnal megkezdődik a mintavétel, ugyanis a kutatók nagyon félnek egy esetleges műszaki hibától. Fúrója segítségével egy csövön keresztül juttatja el az összegyűjtött 85-160 grammnyi mintát a felül található tartályba. Ezután egy éven keresztül felvételeket készít a Phobos felszínéről és környezetéről, valamint a hold talaját és belsejét fogja vizsgálni különböző módszerekkel. Az egy esztendő lejártával a feszálló fokozat az alsó részt használva indítóállásként elhagyja az égitestet, melyet először rugókkal, majd saját hajtóműveivel tesz meg. A mintát tartalmazó kapszula várhatóan 2014 augusztusában ér földet Kazahsztánban. A landolás gyakorlatilag fékezés nélkül fog megtörténni. Remélhetőleg nem jut a Genezis mintagyűjtő kapszulájához hasonló sorsra, mely a becsapódáskor megsérült.  A visszatérő egységen a Bolygókutató Társaság (Planetary Society) LIFE nevű kísérlete is utazik oda-vissza, mely szélsőségesebb feltételeket is elviselő baktériumokat tartalmaz. A tudósok ennek segítségével szeretnének újabb bizonyítékot találni arra az elméletre, mely szerint az élőlények képesek az egyes égitestek között vándorolni (pánspermia-elmélet). Ugyanakkor fennáll a veszélye annak is, hogy egy esetleges hiba miatt a szonda becsapódik a Marsba, földi eredetű életformákkal megfertőzve a bolygót.  További aggodalmat kelt az is, hogy félig megírt vezérlő szoftverrel akarják elindítani a szondát a spórolás érdekében. Útközben természetesen feltöltik a kész változatot is. Ez azért problémás, mert annak idején a Fobosz-1 is így vesztett el.

A Fobosz-Grunt az évek során számos változáson ment keresztül: az eredeti elképzelések szerint a szonda egy önjáró kutató autót – rovert – vitt volna magával, mely egy év alatt járta volna körbe a holdat, miközben mintákat vitt volna a leszállóegységhez. Ugyanakkor a finn-orosz gyártmányú MMS-szonda is kikerült a mostani küldetésből a súlykorlátozás miatt. Emellett a hordozórakéta típusát is megváltoztatták: az eddigi tervekben szereplő Szojuz-Fregat rakétát Zenyit típusúra módosították, melyet Fregat fokozattal egészítettek ki. A Zenyitet korábban az eddig épült legerősebb hordozórakéta, az Enyergija részére segédrakétaként fejlesztették ki, ma már önálló eszközként is használják.

Bár az orosz űrkutatás mindig is tele volt hibákkal, azért rengeteg bravúros teljesítmény fűződik hozzá. Mindenesetre figyelemre méltó, hogy 15 év után újra orosz űrszonda indul a Mars térségébe, melyet nyilvánvalóan a szakma élénk érdeklődését váltotta ki. Ugyanakkor nagyon érdekes technikai szempontból az is, hogy az 1970 óta a Luna-16, 20 és 24 holdszondáknál sikerrel alkalmazott automatikus mintavételi és visszatérési módszereket négy évtizeddel később jóval távolabbra, a Mars környezetére kívánják kiterjeszteni. Viszont másodlagos, de nem elhanyagolható szempont az is, hogy a küldetés hozzájárul a kínai űrkutatás újabb nagy lépéséhez. Ám ettől eltekintve a Fobosz-Grunt sikere nem csak Oroszország, hanem az egész emberiség sikere is lesz, mert ezzel a kutatók talán közelebb jutnak a Mars rejtélyeinek megoldásához, végső soron az egész Naprendszer és bolygónk megismeréséhez.                       

A témáról bővebben olvashattok  „A Mars-holdak kutatása” című munkámban is, melyben a Fobosz-Grunt mellett egyéb érdekességeket is megtudhattok a Vörös bolygó kísérőiről. Várható megjelenés novemberben. Most 700 forintos (plusz postaköltség) kedvezményes áron megrendelhető a v.space@freemail.hu címen.