4,6 milliárd kilométert tett meg csaknem 7 év alatt a Stardust (csillagpor) űrszonda, hogy végül egy milligramm port juttasson a Földre. Sok hűhó semmiért? Éppen ellenkezőleg, a küldetés az űrkutatás egyik nagy sikere, először kerül a kezünkbe, a laboratóriumok asztalára csillagközi por és egy üstökös pora.
A Stardust űrszondát 1999. február 7-én indította útjára a NASA amerikai űrügynökség. 2002. augusztustól decemberig gyűjtötte a csillagközi port, eközben 407 millió kilométerre távolodott el a Naptól. 2004. január 2-án került sor a küldetés legfontosabb részére: a szonda 300 kilométerre megközelítette a Wild-2 üstököst, anyagmintákat gyűjtött és felvételeket készített. Ezután hazaindult a szonda, a pormintákat tartalmazó kapszula ejtőernyővel ért sikeresen földet január 15-én. A szonda maga nem szállt le, további sorsáról még nem döntöttek a program irányítói.
Az üstökösök a Naprendszer legkezdetlegesebb, legöregebb testjei, anyagukban őrzik azt az ősi szoláris ködöt, amelyből valamikor a Naprendszer kialakult. Magjuk jégből, porból és más szilárd anyagokból áll, a jég nagyrészt vízjég, de találhatók benne jéggé fagyott gázok, pl. ammónia, metán, cián, szénmonoxid. A Naprendszer belsejében járva az üstökösmag anyagának egy része elpárolog, ebből keletkezik a látványos kóma, az üstökös csóvája. A bolygókba csapódott üstökösöknek szerepe volt az óceánok, a légkör kialakulásában, nagyobb üstökösök éghajlati változásokat is elindítottak, megváltoztatták a környezeti egyensúlyt. Az egész Naprendszerben az üstökösök a leggazdagabbak szerves molekulákban, ezért szerepük lehetett a földi élet kialakulásában is.
Az üstökösöket az ókori ember is figyelemmel kísérte, bajt hozó égi jelnek tekintette. A modern tudomány is sokáig csak távcsövekkel, messziről követhette az üstökösöket. 1986-ban a Halley-üstökös volt az első, amelynek a közelébe űrszondákat küldtek, és néhány száz kilométer közelségből vették szemügyre. A Halley-üstököst vizsgáló VEGA űrszondákhoz egyéb műszerek mellett a KFKI Részecske- és Magfizikai Kutatóintézetben készült az a televíziós rendszer is, amellyel a történelemben először közelképeket kaptunk egy üstökösről és ez volt az első eset az űrkutatás történetében, amikor valósidejű képfeldolgozás alapján történt az autonóm vezérlés, a televíziós kamera önállóan, földi utasítás nélkül kereste meg és követte nyomon folyamatosan az üstökös magját.
A Wild-2 üstökös magját kb. 300 kilométerre közelítette meg a szintén saját televíziós rendszere által vezérelt Stardust szonda, viszonylag lassan, 6,1 km/mp sebességgel haladt el mellette. Az üstökös napsütötte oldala mellett repült el, hogy több elpárolgott anyagot gyűjthessen. Az űrbeli randevúknál lassúnak számító sebesség is olyan nagy, hogy a befogott részecske becsapódási sebessége majdnem tízszer akkora, mint egy puskagolyóé, ezért olyan megoldást kellett találni, hogy a nagy erejű becsapódásnál ne változzon meg a porszemecske alakja, összetétele, ne párologjon el. A megoldás az aerogél csapda, az aerogél porózus, szivacsos szerkezetű anyag, térfogatának 98,9 %-a üres tér. Az aerogél szilícium alapú, alumíniumot és szenet is tartalmazó anyag, a szintén szilícium alapú üveg ezerszer sűrűbb nála.
A Stardust fedélzetén 1000 cm2 porgyűjtő felületet alakítottak ki az üstököspor befogására és egy másik ugyanekkora felületet a csillagpor számára. A nagy sebességgel becsapódó részecske a saját méreténél kb. 200-szor hosszabb kúpalakú nyomot hagy, míg lelassul, majd megáll. Az aerogél csaknem teljesen átlátszó (kék füstnek, szilárd füstnek is nevezik), a laboratóriumban majd a nyomcsíkok alapján keresik meg a foglyul ejtett részecskéket Az aerogél kiváló szigetelő anyag, negyvenszer hatékonyabb, mint az üvegszálas szigetelés. Ezért alkalmazták a Marson a Jövevény nevű robot műszereit a zord marsi időjárástól védő szigetelésben. Az aerogéllel kísérleteznek az űrrepülőgépet borító, védő újfajta csempék fejlesztésénél is. Az aerogéllel feltölthetők a csempén belüli parányi repedések, az aerogél nanométer nagyságrendű parányi gyöngyökként tölti ki az üres teret, ettől lényegesen javulnak a csempe hőszigetelő tulajdonságai. Az új anyag mindenütt bevethető, ahol jó hőszigetelésre van szükség, így hűtőgépekben, kályhákban is.
A Wild-2 üstökös újonc a Naprendszerben, ezért különösen érdekes a kutatók számára. 1974-ben úgy repült el a Jupiter mellett, hogy az óriásbolygó gravitációs tere megváltoztatta a pályáját, az üstökös a Naphoz közelebb vezető pályára tért át. Amíg a Stardusttal találkozott 2004-ben, mindössze ötször járt Nap-közelben, tehát kevés anyag párolgott el a magjából, nagyon közel áll az eredeti, ősi összetételéhez. (A Halley-üstökös már több mint százszor járt Nap-közelben, mintegy 1000 napközelség után pedig már nem is marad elpárologni képes anyag az üstökösök magjában.)
A csillagközi térből állandóan jön anyag a Naprendszerbe, ezt először 1993-ban mutatta ki az Ulysses űrszonda pordetektora, később a Galileo szonda adatai is megerősítették a felfedezést. A szonda a Sagittarius csillagkép irányából érkező, az egész Naprendszeren átáramló, kb. 30 km/s sebességgel mozgó porból gyűjtött anyagot. Ebből a csillagközi porból kb. 100 darab, egyenként 0,1-1 mikrométer átmérőjű részecskére számítanak a kutatók. Eddig csak spektroszkópiai mérésekből következtethettünk a csillagközi anyagban előforduló szerves molekulákra, most megnyílik a közvetlen vizsgálatok lehetősége.
A pormintákat tartalmazó aerogélről 1,5 millió nagyfelbontású felvételt készít a NASA. A felvételeket az interneten közzéteszik, az elemzés felgyorsítására önkénteseknek is lehetővé teszik, hogy saját számítógépükkel bekapcsolódjanak a felvételek elemzésébe.
Az üstököskutatás következő nagy eseményére még néhány évet várni kell. A Rosetta, az Európai Űrügynökség (ESA) üstököskutató szondája 2004-ben kezdte meg hosszú útját, hogy 2014-ben találkozzon a Csurjumov-Geraszimenko üstökössel. Az üstökös közelébe érve a szonda két részre válik szét, egyik egysége az üstökös körül kering, a másik, Philae névre keresztelt része pedig leereszkedik az üstökös felszínére. Az 1969-ben felfedezett Csurjumov-Geraszimenko üstökös magjának átmérője mintegy 4 kilométer, Nap körüli keringési ideje 6,6 év. A Rosetta szonda 2015. decemberig repül vele együtt és műszereivel folyamatosan nyomon követi azokat a változásokat, amelyek az egyre erősebb napsugárzás hatására következnek be.
A szondát 14 európai ország és az USA félszáz kutatóintézete, cége építette. A Rosetta programjának megtervezésében, a műszerek építésében magyar intézetek, vállalatok is jelentős részt vállaltak, ezt korábban már részletesen bemutattuk.
Hozzászólások