Rosetta, a történelmi jelentőségű küldetés

Aktív területek az üstökös magján. Az anyagkiáramlás jól láthatóan a két nagyobb darabot összekötő részen a legintenzívebb.
Forrás: ESA/Rosetta

Anyagukat háborítatlanul őrizték meg az évmilliárdok alatt, így időkapszulaként hordozzák magukban a Naprendszer eredetének történetét. Egy ősi sírt felnyitni, vagy egy ókori várost feltárni a kaland izgalmával tölti el a régészt. Ugyanilyen kaland leszállni egy ősi, primitív égitest felszínére és a Naprendszer 4,5 milliárd éves történetét kutatni. Az Európai Űrügynökség Rosetta szondája és Philae leszálló egysége erre vállalkozott. A 67P/Churyumov-Gerasimenko üstököst 1969-ben, fotografikus lemezeken fedezték fel szovjet csillagászok: Klim Ivanovics Csurjumov és Szvetlana Ivanovna Geraszimenko. A kométa pályáját a Jupiter módosította 1959-ben, azóta 6,5 éves keringési idővel rója útját a Nap körül.

A Rosetta-misszió története 1986-ban kezdődött, amikor a szintén európai Giotto szonda elhaladt a híres Halley-üstökös mellett. Ezután fogant meg a gondolat, hogy az üstökösök jobb megismerése érdekében érdemes lenne egy keringő és egy leszálló egységet tervezni. Üstökösök melletti nagy sebességű elrepülés, a nevezetes Halley-randevú után, több is volt – mint egy fél tucat –, de ezek ahhoz hasonlóak, mint amikor az autópályán a szembejövő autót próbáljuk megfigyelni: nagyon rövid idő állt rendelkezésre néhány fénykép vagy mérés elkészítésére. A mostani küldetés azonban egészen más. A szonda végig fogja követni az üstökös aktivitását, fagyott állapotától kezdve egészen addig, míg legjobban megközelíti a Napot, sőt azon túl is. Eközben a fagyott gázok kiszabadulnak, a jeges anyagok felolvadnak, az üstökös kómát, majd csóvát ereszt. Mindezt még sohasem vizsgálhatta az emberiség ennyire közelről.

A szonda tervezésétől a sikerig több mint 25 év telt el. A fellövés 2004-ben történt. Az űrszonda a Mars és a Föld gravitációs terét is segítségül hívta, hogy több manőver után, részben hibernált állapotban utolérje a kométát, és pályára álljon körülötte. Eközben meglátogatott két kisbolygót is, ahol szintén tudományos méréseket végzett. A Rosetta a közel 100 kilogrammos Philae nevű leszálló egységet is magával vitte.

A Rosetta űrszonda a Philae leszállóegységgel
Forrás: ESA/Rosetta

A küldetés neve egyértelműen az üstökösöknek arra az egyedülálló szerepére utal, amellyel rosette-i kőként vihetik közelebb a kutatókat a Naprendszer eredetének feltárásához. A Philae elnevezés pedig arra a, ma Angliában található, philae-i obeliszkre utal, melynek oldalán hieroglif és demotikus írással egyiptomi és görög nyelvű felirat található. Ez a szöveg erősítette meg a francia Champolliont, hogy jó úton jár a rosette-i kőbe vésett írás megfejtésében. Champollion mind a kőlapon, mind az obeliszken meglelte Ptolemaiosz király és Kleopátra királynő nevét, hieroglifákkal írva.

Az űrszonda 2014. augusztus 6-án ért az üstökösmag közelébe, a Philae leszállási műveletsorozata pedig november 12-én kezdődött. A landolás hihetetlenül izgalmas percei-órái következtek. A feszült pillanatok akkor sem oldódtak, amikor az első rádiójelek megérkeztek a leszállóegységről. A felszínen maradást biztosító fúvókák ugyanis nem működtek, és a landolást segítő horgonyokat sem lőtte ki a Philae, így az első ember alkotta, leszállásra tervezett üstökösleszálló-egysége visszapattant. A gyenge gravitációs tér miatt két órán keresztül sodródott, míg végül egy újabb rugalmas ütközés után végleg talajt fogott. A leszállást vezérlő tudósok mérnökök viccelődtek is, miszerint a történelmi jelentőségű landolást nem is egyszer, hanem egyből háromszor sikerült véghezvinni.

Az örömöt enyhén beárnyékolja, hogy a Philae kissé ferde helyzetben, egy hasadékban vagy egy nagyobb szikla árnyékában áll, ezért jóval kevesebb napfényt kap, mint ami a normális működéséhez szükséges lenne, így mindössze 57 óra állt rendelkezésre a tudományos mérések elvégzéséhez, ezután a Philae akkumulátorai lemerültek, és az űrszonda hosszabb hibernációra kényszerült, 2014. november 15-től. Van azonban remény arra, hogy a Philae egyszer csak feléled: a napelemek több fényt fognak kapni, amint az üstökös közelebb kerül a Naphoz.

A panorámaképek készítésére alkalmas kamerák mellett fúró- és mintavevő berendezések, és egy magnetométer is helyet kapott a leszállóegységen. Sőt, az üstökös anyagát helyben, mikroszkóp és spektroszkópia segítségével analizálni is lehet kémiai és ásványtani szempontból. Az üstökös belső szerkezetét rádióhullámok segítségével fogják vizsgálni. Az MTA Energiatudományi Kutatóközpont mérnökei a DIM pordetektor és a SPM töltöttrészecske monitor kifejlesztésében és működtetésében is részt vettek. Ez utóbbi az üstökös mágnese tere és a Napból jövő töltött részecskék (napszél) kölcsönhatását vizsgálja. Magyar hozzájárulás még a Philae központi számítógépe, energiaellátó rendszere és néhány földi ellenőrző rendszer is. Ezeket az MTA Wigner Kutatóközpont munkatársai építették.

A két darabból álló üstökösmag, a kék nyíl jelöli a forgástengelyt.
Forrás: ESA/Rosetta

Az első meglepő eredményt az üstökösmag furcsa alakja szolgáltatta. Ahogy a szonda közeledett az égitesthez, egyre inkább feltűnt a két összetapadt részből álló, szabálytalan, leginkább egy gumikacsához hasonlatos forma.
Bár az alak egyedi, hasonlót már láttunk más üstökösöknél, illetve kisbolygóknál. Érdekes, hogy a Naphoz közeledve az aktivitás és az anyagvesztés a két részt összekötő „nyakhoz” kapcsolódik. Felvetődik a kérdés, hogy a két rész együtt keletkezett, vagy az anyagvesztés miatt formálódott ilyenné az üstökös magja. Erre remélhetőleg további vizsgálatok fognak választ adni. Sikerült megállapítani, hogy az üstökösmag tömege mintegy 10 milliárd tonna, míg sűrűsége kevesebb mint fele a vízének, így valószínűleg üreges szerkezetű. Felülete meglepően sötét, a ráeső fény mindössze 6 százalékát veri vissza rajta furcsán tagolt, porral feltöltött mélyedések, árkok vannak, néhol meredek sziklafalakat láthatunk, egészen elképesztő részletességgel.

Az üstökösmag lélegzetelállító panorámája. A változatos felszínen 15 cm-es részletek is látszanak. Meredek falat, homokkal borított hátságot és kisebb-nagyobb sziklákat is látunk.
Forrás: ESA/Rosetta

A felszín viszonylag száraz, de mélyebben nagy mennyiségű vízjég jelenléte valószínűsíthető,  szerves anyagokat és a víz különböző izotópjait is sikerült kimutatni, valamint szén-monoxidot és szén-dioxidot. Egyes elképzelések szerint a földi óceánok vize üstökösökből származik. Ezt azonban a Philae mérései megcáfolni látszanak: ugyanis a deutérium/hidrogén arány háromszorosa a földi vízének (deutérium: hidrogén nehezebb változata, aminek magjában egy proton helyett egy proton és egy neutron van). Természetesen az is elképzelhető, hogy a deutériumtartalom üstökösről-üstökösre eltérő. Megfigyelték, hogy az apró porszemeken kívül méteres anyagdarabok is keringenek az üstökös magja körül.

A keringő egység egyedülálló helyzetben lesz a növekvő aktivitást mutató üstökös nyomon követésére. Műszerei folyamatosan mérik a kiáramló por és gáz mennyiségét a napközelségig, sőt azon túl is, legalább másfél éven keresztül. A következő napokban a Rosetta az eddigi, mintegy 26 kilométeres magasságról egy jól megtervezett manőverrel 6 kilométerre közelíti meg az üstökösmagot, ahonnan páratlan felvételeket fog készíteni az aktív területekről, és „belekóstol” az üstökös kialakulófélben lévő atmoszférájának mélyebb rétegeibe. Biztosak lehetünk benne, hogy a felfedezések sora még nem ért véget, és a Rosetta számos meglepetést tartogat a kutatók számára a következő hetekben-hónapokban.

Írta: dr. Szabó Róbert csillagász – MTA CSFK, Csillagászati Intézet