Az új Rosette – a hieroglifától az üstökösmagig

Csillagvizsgáló Svábhegyi

Öt évvel ezelőtt, 2016. szeptember 30-án egy igazi történelmi küldetés ért a végéhez. Az Európai Űrügynökség a Rosette-i kőről elnevezett űrszondája egy finom ütközéssel fejezte be munkáját, hogy az örökkévalóság hátralévő részét a 67P/Csurjumov-Geraszimenko üstökös felszínén töltse el. Az űrszonda megpihenését a Naptól való egyre nagyobb távolság tette elkerülhetetlenné, ez előtt viszont – épp mint névadója – egy új nyelv megfejtésében segédkezett: az üstökösök nyelvének megértésében. Tegyünk először egy izgalmas kirándulást a névadó Rosette-i kő nyomában, hogy megérthessük, miért is választott az Európai Űrügynökség ilyen korszakalkotó történelmi felfedezést a szonda névadójául!

Időszámításunk előtt kétszáz évvel kegyetlen idők sújtották Egyiptomot. A Nagy Sándor által több mint száz évvel korábban meghódított ország fáraói – és így a teljes vezetői réteg – még mindig görög származásúak voltak. A halott fáraó egy mindössze öt éves utódot hagyott hátra, így rögtön véres játszmák indultak, melynek az igazi elszenvedője a nép lett. A béke visszaállására nyolc évvel később nyílt remény, mikor a fáraó fia elérte a nagykorúságot, így hivatalosan is fáraóvá koronázták Memphisben. Az új uralkodó – elődeivel összhangban – egyfajta nyilatkozatott tett közzé az országban a papi réteggel együttműködve. Más tömegkommunikációs forma hiányában ennek másolatait szinte minden templomban elhelyezték, két nyelven és három írással. Ez a két nyelv az egyiptomi és az értelmiségi réteg által beszélt görög volt, a három írás pedig a görög, az egyiptomi hieroglifák és ennek egy igen jelentősen és többszörösen leegyszerűsített fajtája, a démotikus írás.

A történetünk előtt bő száz évvel épült Philae-i Isis templom, az egyiptomi építészet egyik legszebb emléke. A templomok nemcsak kultikus céllal rendelkeztek, de mai szóval tömegkkomunikációs központként is működtek. A Philae település neve még előkerül majd cikkünkben, nem is olyan sokára… Kép forrása: commons.wikimedia.org

Ez utóbbi kettő még évszázadokig használatban maradt (a görög a mai napig használatos persze), de a Krisztus utáni ötödik századra a kereszténység felvétele miatt eltűnt. Az egyiptomi nyelv kopt változata ugyan még beszélt nyelv maradt a 16. századig (ma már csak liturgikus célokat szolgál), de az írásrendszer emlékeit utolsó ismerőivel együtt elnyelte a homok. Az újkor hajnalán a hermetizmus hatására óriási figyelem fordult Európában az ősi Egyiptom kultúrája felé, ám a szó legszorosabb értelmében tonnaszámra előkerülő nyelvi emlékek olvashatatlanok voltak az újkor embere számára. Ez csupán az 1800-as évek elején változott meg, mikor a fent említett egyik templomi feliratot megtalálták a Napóleon irányítása alatt tevékenykedő franciák. A Rosette-i kő néven elhíresült felirat jelentette a kulcsot az egyiptomi írásrendszerek megértéséhez. A 760 kg-os gránittömb görög felirata tökéletesen olvasható és érthető volt, így a fordításban szereplő egyiptomi hieroglifák jelentése szépen lassan kibetűzhetővé vált a húsz éves korára 13 (!) nyelvet beszélő Jean-François Champollion számára. Ezt az időpontot tartjuk az egyiptológia születésének.

A kő, amelynek az egyiptomi kultúra megismerését köszönhetjük. Ezen egyszerű templomi felirat tette lehetővé, hogy az ókor egyik legnagyobb jelentőségű civilizációjába betekintést nyerhessünk. Kép forrása: wikipédia.org

A felfedezés óriási horderejű volt, egy új világ nyílt meg az Európaiak előtt, a mérhetetlen sivatag elkezdett beszélni hozzánk. Ennek jelentőségét nem csak a kortársak ismerték föl, de a jelen kor különböző tudományterületein dolgozó kutatói is. Az Európai Űrügynökség 1993-ban egy új űrszonda megépítését vette tervbe, nem kisebb célt kitűzve, mint a mérhetetlen világűrben keringő üstökösök eredetének megismerését. Egy ehhez alkalmas űrszonda megépítésének mérnöki kihívása hatalmas volt, viszont tudták a kutatók, hogy eredményei is azok lesznek. Mindezek miatt a 2004-ben startolt űrszonda a Rosetta elnevezést kapta. Az anyaszonda mellett egy kis leszálló egység is helyet kapott a rakéta orrkúpja alatt, mely a világtörténelemben először kísérelt meg sima leszállást végrehajtani egy üstökös felszínén. A kis leszállóegység a Philae nevet kapta, a Philae-i obeliszk tiszteletére, mely szintén az egyiptomi hieroglifák megfejtésében kulcsszerepet játszó kétnyelvű nyelvemlék.

Kettejük mellett még egy apróság kapott helyet, a Rosetta diszk. A Long Now Alapítvány által létrehozott nikkellemez célja a Rosette-i kő reprodukálása több mint ezer nyelvre vonatkoztatva. Az előrejelzések szerint a világ nyelveinek 50-90%-a el fog tűnni az elkövetkező 100 évben! Mivel nem tudhatjuk, hogy az egyik ilyen nyelven nem találunk-e a jövőben valamely jelentős emléket, így fontos lenne ezek dokumentációja, mely igen csak nehézkes olyan nyelvek esetében, melyet már csak néhányszáz vagy néhányezer ember beszél. E tömérdek mennyiségű munka elvégzését tűzte ki célul az Alapítvány, melynek eredménye lett a mindössze 7,6 cm átmérőjű (!) Rosetta diszk. Ily apró kis lemezre mikronyomtatással 13 000 oldalnyi szöveget vittek föl, több mint 1500 nyelven. A szöveg természetesen nem olvasható szabad szemmel, de 650-szeres nagyításban már igen. A projekt céljának megfelelően minden egyes példány úgy lett tervezve, hogy az évezredek telésének is ellenálljon. Ennek ellenére valószínűleg az űrszondával együtt útra kelt példány fog a legtovább fennmaradni. Talán azon utódaink fogják megtalálni a világűrben (egészen pontosan a 67P/Csurjumov-Geraszimenko felszínén), akik már nem is emlékeznek a világűr felfedezésének ezen első lépéseire.

Mint fentebb említettük, a hosszú utazás 2004-ben vette kezdetét, egészen pontosan március másodikán. Az ezt követő több mint tíz éves utazás nem telt eseménytelenül. Az űrszonda nemcsak a Marsot és a Földet látogatta meg küldetése során, de a (21) Lutetia és a (2867) Šteins nevű aszteroidákat is. A hosszú út 2014 augusztusában ért véget, hogy megkezdődhessen a várva várt tudományos munka fő szakasza.

Indul a Rosetta. A pályára állás felelősége és megtiszteltetése az európai Ariane 5 feladata volt. Kép forrása: sci.esa.int

A kezdeti hónapok az üstökös felderítésének és a tesztelésnek a jegyében teltek. Erre szükség is volt, hiszen az előzetes vizsgálatok nem fedték föl a 67P/Csurjumov-Geraszimenko egyik leglátványosabb tulajdonságát, a kettős természetét. Az üstökös nem a megszokott krumpliszerű alakkal rendelkezik, hanem két ilyen égitest összeragadása révén született meg [lásd a borítóképet]. Ezt a különös tulajdonságát még a Hubble űrteleszkóp sem tudta fölfedni, pedig az űrszonda küldetésének előzményeként célirányosan erre irányították a világ legnagyobb űrtávcsövét. Az eredmény egy szokásos alakú üstököst feltételezett. Az izgalmas valóságra a Rosetta érkezése előtt mindössze egy hónappal eszméltek rá a szondát felügyelő kutatók.

A Hubble előzetes vizsgálatai nem fedték föl az üstökös valódi alakját. Egyetlen “krumpli” helyett kettőt találtak a meglepett kutatók. Kép forrása: nasa.gov

A részletes terepfelmérés korántsem volt öncélú, hiszen előkészítette a terepet valami olyanra, amit még soha nem tett az emberiség. A Rosetta anyaszonda a Philae-t az érkezés évének novemberében (14-én egészen pontosan) engedte útjára, ami még aznap leszállást kísérelt meg az üstökös felszínére. A feladat egészen másfajta volt, mint amivel korábban szembenézett bárki. Mindaddig „csupán” sokkal nagyobb égitestek felszínén hajtottunk végre sima leszállást (Pl.: Föld, Hold, Titán, Vénusz…). Ezek az égitestek mind jelentős gravitációval rendelkeznek, mely megnehezíti a landolást (hiszen az erős gravitáció nagy sebességgel vonzza az űreszközt), ám ezután legalább a talajhoz rögzítve tartja. A Philae esetén ez jelentette az igazi kihívást. Ha „lent” akartunk maradni, akkor ki kellett kötni a gyenge gravitációban a kis kalandort.

Az elengedés után szabad esésbe kezdett a Philae, mely egészen szokatlanul hét órán át tartott. Az ütközés az üstökössel meglehetősen gyengére sikeredett, mely az űrszondát rögzítő szigonyok hibájához vezetett. A szonda egészen egyszerűen visszapattant a felszínről, 38 cm/s-os sebességgel. Ez nem tűnik olyan soknak, de éppen csak nem haladja meg a 44 cm/s-os szökési sebességet, melynek következtében több mint 1 km magasságba emelkedett (a Földön ezzel a sebességgel olyan 1 cm magasságba juthatunk). A következő leszállásra majdnem két órával később került sor, ennyi ideig tartott mire az égitest újra magához vonzotta az űrszondát. Ezen második kontaktus is visszapattanással végződött, de harmadszorra már sikerrel a felszínen maradt a Philae.

A Philae szerencsétlen módon egy szikla árnyékában ért célt. Ennek ellenére a tudományos munkái jó részét sikerrel végrehajtotta. Kép forrása: esa.int

A művelet érzékelhetően nem a tervezett módon valósult meg, és ez a leszállási helyszínt is egy teljes kilométerrel módosította, ami egy üstökös felszínén meglehetősen nagy távolság. Szerencsétlen módon a talaj itt egészen más volt, mint a tervezett helyszínen. A köves, sziklás talajon a Philae 30°-os szögben megdőlt, a három horgonyából egy pedig nem tartott. Szerencsére a kapcsolatot sikerült fölvenni vele, első üzenete egy Twitter bejegyzés volt a következő szöveggel, melyet minden Európai nyelven elküldött:

 “Philae Lander@Philae2014: Landoltam! Az új címem: 67P! #CometLanding”

A szerencsétlen lefutás ellenére az európai – köztük számos magyar – kutatók történelmet írtak ezen egyszerű üzenettel. Az emberiség sokezer éves modern történelmében először szálltunk le egy űrszondával egy üstökös felszínére! Korábban ugyan ért már ember alkotta tárgy üstököshöz, de ez egy 372 kg-os „Smart Impactor” volt, mely a gyakorlatban egy magát alapszinten irányítani tudó becsapódási eszközt jelentett, melynek egyetlen célja a kráterképzés volt. A Philae ezzel szemben tucatnyi műszerrel felfegyverkezve érkezett meg, hogy tanulmányozza az üstököst. A szerencsétlen landolás miatt ugyan három nappal később megszakadt vele a kapcsolat, de a tervezett tudományos mérések 80 %-át így is elvégezte. Ebben pedig nagy szüksége volt több olyan műszerre, melyeket magyar kutatók készítettek a BME-n és az MTA Központi Fizikai Kutatóintézetében.

A Philae leszállóegység „agyát”, vagyis a működést irányító számítógépet a magyar Wigner Kutatóintézet és a szintén magyar SGF Kft. fejlesztette. Az igen bonyolult, sokfeladatos szoftver és a hibatoleráns hardver ugyan Németországban került végül legyártásra, de a fejlesztést és a tesztelést magyarok végezték. A fedélzeti energiaellátó és tápelosztó egység fejlesztésben pedig közösen vett részt a BME és az MTA. Emellett a SESAME kísérlet DIM pordetektora és a ROMAP műszeregyüttes SPM plazmadetektora is magyar mérnökök közreműködésével készült.

Tesztelésre készítik föl a Philae-t. Kép forrása: esa.int

Ezen és más műszerek segítségével sikerült a célpontul szolgáló üstökös belső felépítését meghatározni. Számos különböző műszer mérései utalnak arra, hogy a 67P/Csurjumov-Geraszimenko héja összepréselt porból és jégből áll. A talán legmeglepőbb eredmény ennek a pornak az összetétele volt, ugyanis kimutathatók voltak benne komplex szerves vegyületek. A műszerek az üstökös belső szerkezetét is letapogatták. Ezen eredmények alapján kijelenthető, hogy az üstökös anyaga ugyan rendkívül porózus, de nagyobb üregeket egyáltalán nem tartalmaz.

A harmadik igen érdekes eredménnyel a deutérium és a hidrogén arányának meghatározása szolgált. Mivel a deutérium a hidrogén egyik izotópja, így az a víz molekuláiba is beépülhet (a deutérium atommagjában eggyel több neutron található, ezt jelenti az izotóp). A kutatók azt találták, hogy a deutérium aránya háromszorosa a földi vízben megtalálhatónak. Ez azzal a messze vezető következménnyel járhat, hogy a korábbi feltételezésekkel szemben a minket körülvevő vizet nem a 67P-hez hasonló üstökösök szállíthatták a Földre.

Hóesés az üstökös felszínén! Az animációt a Philae képeiből állította össze @landru79, képek forrása: ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA

A Rosetta megsemmisülése előtt készült utolsó felvétel az üstökös felszínéről. Kép forrása: esa.int

Mint minden űrszonda élete, úgy a Rosetta küldetése is véget ért. Ezt kivételesen nem az üzemanyag fogyása idézte elő. A legtöbb űrszonda ugyanis akkor fejezi be életét, mikor a folyamatos stabil pályán tartáshoz elengedhetetlen üzemanyag elkezd elfogyni. A 67P/Csurjumov-Geraszimenko azonban igen elnyúlt pályán kering a Nap körül. Napközelben 1,2 CSE-re (Csillagászati Egység, vagyis az átlagos Nap-Föld távolság) merészkedik csillagunkhoz, viszont naptávolban 5,6 CSE-re helyezkedik el tőle, vagyis a Jupiternél is messzebb. A Nap fénye itt 4,5%-a a belső ponton tapasztaltnak! Ily gyenge fényben a Rosetta napelemei nem voltak képesek elegendő áramot termelni az életben maradáshoz, így a kutatók a küldetés befejezése mellett döntöttek. Ennek során a Rosetta pontosan azt tette, mint leányszondája, a Philae, vagyis leszállt a 67P/Csurjumov-Geraszimenko felszínére. Természetesen nem rendelkezett a simaleszálláshoz szükséges rögzítőkkel és egyéb felszereléssel. Így az öngyilkos akció célja az utolsó pillanatig felvételek és mérések készítése és azok Földre juttatása volt. Az eredmény egy körülbelül húsz méter magasságból készült kép volt, melyet 2016. szeptember 30-án készített a Rosetta.

Az űrszondapáros rengeteg tudományos adatot továbbított vissza a Földre. A kereken öt évvel ezelőtt véget ért, igazán előremutató tudományos űrküldetés öröksége ennek megfelelően még sokáig érezhető lesz. Eredményei, mérései a mai napig tudományos cikkek születéséért felelősek, és még sokáig azok is maradnak. Ahogyan az egyik résztvevő mérnök megállapította:

„Soha ezelőtt még nem szálltunk le ilyen ősi objektumra, mely a Naprendszer születésének és korai fejlődésének legrégebbi és talán legjobban megőrződött tanúja.”

Szerző: Soós Benjámin, Tudományos segédmunkatárs
CSFK Konkoly-Thege Miklós Csillagászati Intézet / Svábhegyi Csillagvizsgáló

A borítókép forrása: A borítókép a 67P/Csurjumov-Geraszimenko üstököst ábrázolja a Rosetta felvételén. Kép forrása: esa.int