A Földtől az Univerzum pereméig – 45 éves az Európai Űrügynökség

Csillagvizsgáló Svábhegyi

Borítókép, Forrás: ESA. Link: https://www.esa.int/ESA_Multimedia/Images/2017/09/ESA_astronaut_patch

Az utóbbi években lépten-nyomon a saját ’brandet’ kiépítő NASA-val találkozhatunk – nemcsak hírműsorokban vagy hollywoodi filmekben, de még az utcán sétáló emberek pólóján vagy sapkáján is felfedezhetjük a NASA logóját. Ezzel ellentétben sokakat még ma is meglepetésként ér a hír, hogy bizony Európa is rendelkezik saját űrügynökséggel! Pedig 1975. május 30-i alapítása óta 45 éven keresztül teljesít szolgálatot az ESA, vagyis az Európai Űrügynökség (European Space Agency).

Az európai űrtechnológia éllovasa

Az ESA az elmúlt több, mint négy évtized során egy rendkívül kiterjedt hálózatot épített ki, ami a Föld megfigyelésén át, a rakétafejlesztésen keresztül a távoli csillagrendszerek vizsgálatáig rengeteg ágazatot ölel fel. Küldetéseit és projektjeit a tagállamok összehangolt munka és közös finanszírozás révén valósítják meg. Ha korábban megütköztünk azon a tényen, hogy létezik Európai Űrügynökség, valószínűleg villámcsapásként hasít majd tudatunkba a tény, hogy Magyarország már 5 éve csatlakozott is hozzá! Hazánk 2015-ös beiktatása óta az ESA összesen huszonkét tagállamot számlál. Büszkeséggel tölthet el minden magyar lakost, hogy országunk a Föld egyik legnagyobb űrtechnológiai ügynökségének része, amely kutatásaival és technológiai fejlesztéseivel a modern kori emberiség fejlődésének egyik alappillérét képezi. Ezen kutatások közül nem egy olyan van, amit könnyű szívvel sorolnánk a ’science-fiction’ kategóriába, míg néhány – ha észrevétlenül is – mindennapi életünk részét képezi.

A Sentinel-5P műhold felvételein kiválóan látszik a koronavírus miatt bevezetett korlátozások hatása a nitrogén-dioxid kibocsátásra. Forrás: KNMI/ESA. Link: http://www.esa.int/Applications/Observing_the_Earth/Copernicus/Sentinel-5P/Air_pollution_remains_low_as_Europeans_stay_at_home

Az ESA egyik kulcsfontosságú feladata a Föld folyamatos megfigyelése. Idetartozik a klímaváltozás vizsgálata, természeti katasztrófák előrejelzése, de számos folyamat társadalmi hatásának vizsgálata is. Az ESA kiterjedt bolygófigyelő hálózata földi, légi, tengeri és űrbéli műszerek méréseit kombinálva szolgáltat rendkívül pontos adatokat és előrejelzéseket bolygónk sorsáról. A vírushelyzet kapcsán bizonyosan mi is belefutottunk az utóbbi napokban olyan térképekbe, ami a karantén előtti és a korlátozások bevezetése utáni időszakban hasonlítja össze a légszennyezés mértékét. Ha igen, jó esély van rá, hogy épp az ESA Copernicus programjának egy műholdfelvételét láttuk (az ilyen felvételeket készítő műholdakat találóan Sentinel, azaz Őrszem névre keresztelték). Az ESA mindemellett kialakította saját navigációs hálózatát, ami az amerikai GPS-hez hasonlóan működik. A Galileo műhold-együttes Európa saját helymeghatározó hálózata, ami méterre pontosan képes megadni tartózkodási helyünket. Komoly különbség a GPS-szel szemben, hogy a Galileo nem katonai, hanem civil irányítás alatt áll. Az összesen 24 műholdból álló rendszer várhatóan 2020-ban éri el teljes kiépítettségét, szolgáltatásait azonban már most jóval több, mint egymilliárd okostelefon használja.

A tudományos fantasztikum határán

Annak, aki olvasta Arthur C. Clarke Randevú a Rámával című regényét, ismerősen csenghet a következő forgatókönyv. Földünk óceánoktól kéklő gömbje folyamatosan ki van téve a világűrben kóborló aszteroidák általi veszélynek. Bár bolygónk légkörében naponta több ezer apró méretű meteor ég el, a nagyobb égitestek becsapódásával szemben nem nyújt védelmet. Éppen ezért a legjobb védekezés, ha elejét vesszük egy-egy ilyen becsapódásnak – ehhez persze ismernünk kell az összes, minket veszélyeztető nagyobb égitest pályáját. Akármennyire is hangzik grandiózusan ez az elképzelés, az ESA NEOCC (Near Earth Object Coordination Centre), valamint a NASA CNEOS (Center for Near Earth Object Studies) programja éppen ezzel foglalkozik! A Föld közeli kisbolygók (röviden NEO-k) felfedezése és nyomon követése mellett becsapódásuk valószínűségét is számon tartják. Természetesen attól még távol állunk, hogy minden potenciálisan veszélyes aszteroidát ismerjünk, de a program jelentőségét és eredményességét mutatja, hogy az 1 km-nél nagyobb méretű NEO-k több, mint 90%-ról már ismerettel rendelkezünk.

Nem elég azonban pusztán tudni, hogy mi jelent veszélyt ránk. A teljes megnyugvás érdekében rendelkeznünk kell megfelelő módszerrel egy esetleges becsapódás elhárítására is. Az ESA Hera küldetésének célja az aszteroidák pályájának módosítására kidolgozott elméletek tesztelése lesz. A 2024-ben startoló űrmisszió a NASA DART küldetésével karöltve fog űrtörténelmi kutatást végezni. A DART impakt szonda becsapódás útján módosítja majd egy kettős kisbolygó-rendszer egyik tagjának pályáját. A becsapódás hatását, az aszteroida pályájában bekövetkező eltérülés mértékét a Hera űrszonda közvetlen közelről fogja vizsgálni. Ezek a kutatások közelebb juttatnak minket a Földön kívülről érkező veszélyekkel való védelem kialakításában.

A SOHO 2012. júliusából származó felvételén egy koronakidobódás látható a kép jobb alsó negyedében. A koronagráffal kitakart Napot a képen egy fehér kör jelöli. Forrás: NASA/SOHO.

A NEOCC és a Hera az Európai Űrügynökség egy nagyobb projektjének részét képezi, melynek célja Földünk űrbéli környezetének megfigyelése (ez az SSA – Space Situation Awareness nevet viseli). Ennek részeként nem csupán a Föld közeli kisbolygókat követik számon, hanem Napunk viselkedését, valamint a bolygónk körül keringő, egyre nagyobb mértékben jelenlévő űrszemetet is. A Nap gyakran produkál hatalmas koronakidobódásokat (CME) és napkitöréseket, melyek előrejelzése komoly kihívás elé állítja a kutatókat. A csillagunk belsejében lezajló kaotikus folyamatoknak köszönhetően egy-egy napkitörést sokszor csak röviddel a folyamat lezajlása előtt sikerül észlelni. Napunkat jelenleg (többek között) a NASA és az ESA által közösen üzemeltetett SOHO műhold tartja megfigyelés alatt. A közeljövőben számíthatunk az ESA Lagrange-műholdjainak pályára állítására is. A Lagrange-szatelliták társadalmunk egyik legfontosabb űridőjárás-előrejelző űrszondái lesznek.

Európaiak a világűrben

Jó hírrel szolgálhatunk azok számára, akik űrhajósi pályafutásban gondolkodnak, az ESA ugyanis asztronauták kiképzésével is foglalkozik! Ennek színhelye nem is esik kifejezetten távol hazánktól – az ambiciózus jelölteknek csupán Németországig kell utazniuk. Az EAC (European Astronaut Centre), az ESA kiképzőközpontja Köln városától nem messze található. Az EAC-ban történik a majdani űrhajósok kiválasztása és felkészítése az – egyelőre ’csak’ a Nemzetközi Űrállomásra (ISS – International Space Station) történő – űrutazásra. 2020-ig összesen huszonhét európai űrhajós jutott el az ISS fedélzetére, közülük 25-en az ESA színei alatt. A lehetőség tehát az európaiak számára is nyitva áll, hogy a Föld körül 400 km-es magasságban keringő Nemzetközi Űrállomás fedélzetére léphessenek – ehhez persze nem árt, ha az illető kellő fizikai erőnlét mellett mérnöki szaktudással is rendelkezik.

Az ESA egyik asztronautája, Luca Parmitano űrsétára felkészítő kiképzés közben a kölni EAC-ban. Forrás: H. Rueb, ESA. Link: http://www.esa.int/About_Us/EAC/About_us

Bár az asztronautákat szállító rakétákat az oroszországi Bajkonurból indítják a világűrbe, az ESA saját műholdjainak felbocsájtásához nem szükséges, hogy orosz forrásokra támaszkodjon. Az Arianespace-szel és a francia űrügynökséggel (CNES – Centre national d’études spatiales) közreműködve az Európai Űrügynökség saját hordozórakétáival állíthatja pályára az ESA által fejlesztett műholdakat. A rakéták felbocsájtásának helyszínéül a francia guyana-beli Kourou-ban található űrközpont szolgál. A rakétaindítások hátteréről és a start előtti pillanatok izgalmairól helyszíni riportjainkban mi is beszámoltunk a CHEOPS űrtávcső felbocsájtása kapcsán itt.

Csillagászati projektek

Az Európai Űrügynökség küldetései között természetesen előkelő helyen szerepelnek a csillagászati kutatások. Az ESA különböző műholdjai nem pusztán Földünk közvetlen környezetét, vagy Naprendszerünket vizsgálják, hanem távoli exobolygó-rendszereket, galaxisokat, sőt Univerzumunk legkorábbi pillanatát is tanulmányozzák (ez utóbbit végezte a Planck űrszonda). A csillagászati értelemben véve Földünk közeli szomszédságában lévő égitestek vizsgálatában az ESA több ízben is úttörőnek bizonyult. A NASA-val közösen működtetett Cassini/Huygens misszió során az amerikai Cassini műhold a Szaturnuszt látogatta meg. A küldetés részét képezte az európai tervezésű Huygens leszállóegység is, amely a történelemben először ért el egy Földtől eltérő égitest holdjának felszínét. A Huygens szonda 2005-ben két és fél órás ereszkedés után sikeresen landolt a Szaturnusz Titán nevű holdján. Mérései és felvételei felbecsülhetetlennek bizonyultak e különös hold megismerésében, amely talán a földön kívüli élet egy egzotikus formájának szolgálhat színteréül.

A közelmúlt egyik legizgalmasabb csillagászati eseménye az ESA Philae nevű leszállóegységéhez köthető. A Philae 2014. novemberében, a történelem során először szállt le egy üstökös felszínére. A kreatívan 67/P Csurjumov-Geraszimenko névre keresztelt üstökös felszínét a Philae mellett a Rosetta nevű keringő egység (más szóval: orbiter) egyaránt vizsgálta. Tudományos értékei mellett a mérései olyan elképesztő felvételeket szolgáltattak az üstökös felszínéről, melyek máig egyedülállóak.

A jövőben sem kell azonban attól tartanunk, hogy Naprendszerünk égitestjei nem kapnák meg a kellő mértékű figyelmet. Az ExoMars programján belül az ESA 2022-re tervezi egy marskutató rover indítását a vörös bolygóra. A marsjáró nevét internetes szavazás keretén belül választották ki, amely során bárki leadhatta saját javaslatát. A rovert végül a DNS kettős hélix szerkezetét feltérképező Rosalind Franklin-ről nevezték el.

A távoli bolygórendszereket vizsgáló űrszondák legfrissebb darabja az ESA és Svájc közreműködésével létrejött CHEOPS űrteleszkóp. Ahogyan az a távcső nevéből is kiderül (CHEOPS – CHaracterising ExOPlanets Satellite), a műhold fő feladata a Naprendszeren kívüli, ún. exobolygók karakterizálása és vizsgálata. A teleszkóp elkészítésében Magyarország is részt vett: a miskolci Admatis Kft. szolgáltatta a távcső hőmérsékletét szabályzó radiátorrendszert. A csillagász közösség örömére az ESA egy másik exobolygó-kutató űrteleszkóp elkészítésén is dolgozik. Az ARIEL (Atmospheric Remote-sensing Infrared Exoplanet Large-survey) űrtávcső felbocsájtását jelenleg 2028-ra tervezik, fő feladata pedig az exobolygók légkörének vizsgálata lesz.

Az Európai Űrügynökség példamutatóan fogja össze kontinensünk országait. Nagyszabású programjai egyaránt fejlesztik a mindennapi életünk során használt technológiát, szolgálják bolygónk védelmét, valamint tágítják csillagászati tudásunk határait – méltó módon honorálva a tagállamok országainak lelkiismeretes munkáját.

Szerző: Boldog Ádám, Fiatal kutató, Bemutató csillagász
CSFK Konkoly-Thege Miklós Csillagászati Intézet