2011. október 22., szombat

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 


 

Nincsenek megjegyzések:

Megjegyzés küldése