Húsz évvel ezelőtt csattant el az űrszonda csókja az Eros-on

Csillagvizsgáló Svábhegyi

Történetünk 1898. augusztus közepére nyúlik vissza, amikor Carl Gustav Witt a Berlin Csillagvizsgálóban egy fotót készített a Sadalsuudról. A Vízöntő második legfényesebb csillagának neve annyit jelent magyarul, hogy „szerencsék szerencséje”. A névadás igen találó, hiszen a csillagról készült kép örvendetes felfedezéssel szolgált a német csillagásznak. Ugyanezen az estén, Berlintől többszáz kilométerre Auguste Charlios, francia csillagász is ugyanezt az égterületet fényképezte. A felvételeken egy váratlan vendég is tiszteletét tette. Mind a ketten hamar rájöttek, hogy a képeiken feltűnt apró fényfolt egy naprendszerbeli objektum, méghozzá egy kisbolygó. A felfedezést a német Carl Gustav Witt jelentette be gyorsabban, így ma őt ismerjük az égitest felfedezőjeként.

Az Új Berlin Csillagvizsgáló

Az Új Berlin Csillagvizsgáló 1838-ban. Nemcsak az Eros kisbolygót fedezték fel itt, de ötvenkét évvel korábban a Neptunuszt is. Kép forrása: www.kafeastronomi.com

A huszadik század második felében már egyáltalán nem tartozott ritkaságszámba egy új kisbolygó felfedezése, ám a később (433) Eros névre keresztelt mégis feltűnést keltett. A négyszázharmicharmadikként (innen nevének első fele) megtalált kisbolygó pályája alaposan felhívta magára a csillagászok figyelmét. A korábban felfedezett több száz kisbolygó mindegyike a Mars pályáján kívül kering, jellemzően a vörös bolygó és a Jupiter közötti kisbolygóövben. Ezzel ellentétben az Eros a Marsnál is közelebb merészkedik a Naphoz. Ezzel korának legközelebbi kisbolygójává vált, és az elsővé a földközeli aszteroidák hosszú sorában. Nevének különlegessége is ebben rejlik. Az Eros felfedezéséig a kisbolygók jellemzően női neveket kaptak, például: Ceres, Vesta, Ida, Juno, Pallas stb. Mivel az újonnan felfedezett Eros pályája igencsak kilógott a korábbiak közül, így a nevét egy férfiről kapta, méghozzá a szerelem és szexualitás görög istenéről, Erószról. Erósz jól ismert alakja a hellén történeteknek, ahol mint pajkos, de irányíthatatlan és önfejű ifjúként jelenik meg. Az elnevezés a mai napig iránymutató hagyományt hozott létre: Azóta is a Marson belülre merészkedő kisbolygók jellemzően férfinevet kapnak, míg az azon kívüliek nőit.  Földközelsége kapóra is jött később a csillagászok számára. Arthur Hinks, cambridge-i tudós kutatási területe, sőt rögeszméje volt a Nap és a Föld távolságának pontos meghatározása. Az Eros pályájának meghatározásakor azonnal rájött, hogy a kisbolygó helyzete tökéletes e mérés elvégzéséhez. Az aszteroida 1900 végén földközelben járt, Arthur Hinks pedig ezt tervezte kihasználni. A csillagászati értelemben karnyújtásnyira lévő Eros ugyanis a Föld különböző pontjairól kissé más-más irányban látszódott. Ezt az apró különbséget lemérve lehetővé vált a Nap-Föld távolság pontos meghatározása, melyet –fontossága miatt – Csillagászati Egységnek hívunk. Jelölése CSE, de sokszor találkozhatunk még az AU rövidítéssel is, mely az angolszász területeken használatos. A pontos érték kiszámolása éveket vett igénybe, a kutatócsoport nemzetközisége miatt. A világ minden tájáról érkező észlelések mind-mind kissé más módon határozták meg a kisbolygó pozícióját és annak hibáját. A különböző módszerek összevetése és elemzése rendkívül sok időt vett el, a mérésekről született cikkek pedig egymás után jelentek meg. A végső eredményeket összegző publikáció csak 1909-ben, majdnem tíz évvel a munka megkezdése után született meg. Az állhatatosság azonban igen gyümölcsözőnek bizonyult, hiszen a Csillagászati Egységet 0,15%-os pontosággal sikerült meghatározni.

A 2006-ban ismert kisbolygók térbeli eloszlása. A Mars pályáján belülre jól láthatóan kevesen merészkednek be. Közülük az Erost ismerte meg előszőr az emberiség. Kép forrása: wikipedia.org

Az észleléseket 1930-31-ben Harold Spencer Jones is megismételte, szintén az Eros kisbolygót felhasználva. Az ő mérése mindössze 0.05%-ban tért el a ma használt értéktől, és egészen 1968-ig a hivatalosan használt érték volt.

Az Eros további tudománytörténeti érdekességekkel is szolgál. A kisbolygó a tavaly összedőlt Arecibo Obszervatórium óriástávcsövének legelső célpontja volt (a sajnálatos eseményről írtunk egy cikket, melyet ITT olvashatsz). A megépült rádiótávcső számára a kutatók legelsőnek ezt a kisbolygót tartogatták.

Ennyi izgalom után a NASA a kilencvenes években döntött úgy, hogy a tervezés alatt álló kisbolygóvadász űrszondája az Erost látogatja meg. Az előkészülés folyamatában számos kisbolygó-jelölt neve felbukkant, sőt felmerült a Voyager program mintájára a Small-Body Grand Tour is. Az ötlet alapján a később NEAR Shoemaker névre keresztelt szonda két kisbolygót és két üstököst is meglátogatott volna tíz év leforgása alatt. A kutatók végül a (433) Eros meglátogatása mellett döntöttek, útközben beiktatva egy gyors elrepülést a 61 km átmérőjű (253) Mathilde (újabb női név a Marson kívül) mellett.

A NEAR Shoemaker még a start előtt az összeszerelési munkálatok közben. Kép forrása: nasa.gov

Az űrszondát Eugene Shoemaker-ről nevezték el, akinek a neve ismerősen csenghet: az 1994-ben a Jupiterbe csapódott Shoemaker-Levy 9 üstököst Shoemaker fedezte fel. A róla elnevezett szonda 1996. február 17-én indult útjára, 25 évvel ezelőtt. Másfél év után pedig megérkezett első célpontjához, a Mathilde-hez. A kisbolygó igen különleges tulajdonságokkal rendelkezik, bár a gyors elszáguldás miatt kevés mérést lehetett elvégezni. Ennek ellenére az aszteroida egészen furcsa szerkezetére felfigyelhettek a kutatók a szondának köszönhetően. A Mathilde sűrűsége rendkívül kicsi, amely arra utal, hogy a térfogatának akár fele is üreges lehet. Bár ez alapján nem várnánk, de belseje mégis rendelkezik valamilyen szerkezeti szilárdsággal, hiszen felszínén megfigyeltek egy hatalmas szakadékot. Vagyis a szivacsosság ellenére a kisbolygó anyaga szilárd. Másik furcsasága a szonda első célpontjának, hogy a tengelyforgása nagyságrendekkel lassabb, mint más kisbolygóké. A jellemző 2-24 óra helyett 417 óra, mely több mint 17 földi nap.

A gyors elrepülés után mindössze fél évvel később megérkezett végső vizsgálati célpontjához a NEAR. A pályára állásra 1998. január 23-án került volna sor, ám a hajtóművek nem megfelelően gyulladtak be. A hibának köszönhetően az űrszonda tovább sodródott a világűrben és vészhelyzeti üzemmódba kapcsolt. A bukdácsolásba kezdő űrszondával egy időre meg is szakadt a kapcsolat. Nem kivétel nélküli, hogy egy űrszondának nem sikerül a célpont körüli pálya kialakítása. Pár évvel ezelőtt a japán Akacuki járt hasonlóan a Vénusz körül. A NASA Juno nevű Jupiter-kutató szondája ugyan pályára állt, de nem a tervezettre, így a tudományos célok bizonyos fokú felülvizsgálatára volt szükség. Mivel a Shoemaker űrszonda hasonló pályán keringett a Nap körül, mint a kisbolygó, ezért pályáik tizenhárom hónappal később újra metszették egymást. Ahogyan a fent említett Akacuki, úgy a NEAR is sikerrel próbálkozott újra. 2000. február 14-én a Shoemaker egy hibátlan manőverrel pályára állt az Eros körül. Ezzel az első űrszondává vált, mely egy kisbolygó körül keringett (korábban a Galilei űrszonda hajtott végre két közeli elrepülést aszteroida mellett és a Pioneer 10 egy igen távolit).

Különlegesség, hogy a szonda küldetésének e jelentős időpontja Valentin-napra esett, hisz a célpont a szerelem istene volt. Bár cikkünk nem ezen az évfordulón jelenik meg, de két nap múlva ünnepelhetnénk a pályára állás huszonegyedik jubileumát.

A 253 Mathilde 2400 km-es távolságból a NEAR fotóján. Az aszteroidán jól látható egy meredek falú és hatalmas kráter. Kép forrása: nasa.gov

Az Eros igen elnyúlt égitest, méretei: 33X13X13 km, felszíne tömérdek sziklával tarkított. Kép forrása: nasa.gov

 

 

 

 

 

 

A következő egy évben a szonda számos különböző pályáról vizsgálta az Erost. A korai szakaszban erősen elnyújtott pályán keringve szemlélődött (ekkor volt, hogy 35 km-re megközelítette a kisbolygót), majd közel kör alakúra változtatta keringésének ívét (100 km-es magasságban). A kutatók nem érték be a távoli képekkel, a lehető legtöbb tudományos adatot akarták kinyerni a NEAR küldetéséből. Ennek érdekében az év második felében újabb és újabb közeli elrepüléseket hajtottak végre, alig 5-6 km-re a felszíntől. Mikor ilyen magasságból is mindent megtudtak, amit szerettek volna, akkor került sor az igazi bravúrra. Egy még közelebbi elrepülés után a NEAR leszállt a felszínre. 2001. február 12-e fontos nap lett az űrkutatásban: az emberiség ekkor hajtott végre először sima leszállást egy kisbolygón. Pontosan ezen időpont huszadik évfordulójára emlékezünk cikkünkkel. A kutatók igazi meglepetésére a szonda működőképes és ép maradt a több mint másfél méter per szekundumos becsapódási sebesség ellenére. A kedvező lehetőséget a kutatócsapat teljes mértékben kihasználta: a kisbolygó belsejét vizsgáló gammasugár spektrométer ekkor végezte legpontosabb méréseit, közel tízszer akkora részletességgel, mint korábban. A NEAR több mint két hétig vizsgálódott a felszínen, mikor megszakadt a kapcsolat. A földi mérnökök még próbálkoztak egy ideig, de a jelvesztés várható volt a felszínen uralkodó dermesztő -173 fok miatt.

A NEAR közel sem volt egy önmagában álló siker, csupán nyitánya volt a kisbolygókutatásnak. Azóta számos űrszonda állt már pályára más kisbolygók körül, sőt már mintát is sikerült a Földre visszaszállítani néhánynak a felszínéről. Az első kisbolygó-mintát a japán Hayabusa (magyarul: vándorsólyom) küldetés hozta a Földre 2010-ben, majd őt követte a Hayabusa-2 szonda tavaly decemberben. A program második küldetésére tekintve talán helyesebb flottáról beszélni, mintsem egyetlen szondáról. Az anyaszonda ugyanis tizenegy alegységet bocsátott ki magából vizsgálódásai során. Ezek között volt három leszállóegység, apró kamerák, becsapódó „lövedékek” (melyek által kialakított kráterből vehetett mintát) és természetesen egy visszatérő kapszula, mely Ausztrália sivatagjában ért Földet. A két japán küldetés mellett a NASA OSIRIS-REx szondája (Ozirisz király, egyiptomi isten, utalás a meglátogatott Bennu kisbolygó nevének egyiptomi eredetére) tűzte ki célul a mintaszerzést, mely nagyban épül a NEAR által szerzett tapasztalatokra. Míg a két Hayabusa csupán pár gramm mintával örvendeztette meg a kutatókat, addig a 2023-ban megérkező OSIRIS-REx a remények szerint akár két kilogramm ízletes kisbolygókőzetet is hazahozhat (a mintavétel megtörtént, de egyelőre nem tudni a szerzett minta pontos tömegét).

Az OSIRIS-REx mintavétele. A Bennut meglátogató űrszonda méltó utódja lett a NEAR Shoemakernek. Forrás: https://www.youtube.com/user/NASAgovVideo

Húsz évvel ezelőtt az űrkutatás egy új korszakát láttuk elindulni, az emberiség megkezdte a Naprendszer apró égitestjeit közelről megismerni a világűrben. A NEAR és az őt követő űrszondák mély és izgalmas ismeretekkel szolgáltak nem csak Naprendszerünk kialakulásáról, de a távoli csillagok belsejéről is.

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

📸 A borítóképen a NEAR startja látható. A Delta II igen megbízható rakéta volt (két éve vonult nyugdíjba) így számtalan fontos bolygóközi kutatószondát indított hosszú útjára. Kép forrása: nasa.gov

Tetszett a cikkünk? Hasonlóan izgalmas cikk a hamarosan Marson landoló Perseverance-ről! 

Marsraszállás következik: hamarosan landol a NASA Perseverance marsjárója!