ŰrkutatásÚjévi randevú – A New Horizons következő küldetése

A NASA New Horizons űrszonda missziója a 2015-ben végrehajtott sikeres Pluto küldetése után most egy újabb mérföldkőhöz érkezik a külső Naprendszer kutatásában: az útitervnek megfelelően a Kuiper-övben egy kis égitest közvetlen közelében fog elrepülni újév napján. Ezzel a 2014 MU69, ideiglenes elnevezéssel Ultima Thule lesz az eddigi legtávolabbi kis égitest, amit a tudomány történetében közelről fog űrszonda tanulmányozni. A Neptunuszon-túli objektumok, így a Kupier-öv őseredeti jeges égitestjeinek vizsgálata közelebb visz a Naprendszer kialakulásának megismeréséhez, illetve...

A NASA New Horizons űrszonda missziója a 2015-ben végrehajtott sikeres Pluto küldetése után most egy újabb mérföldkőhöz érkezik a külső Naprendszer kutatásában: az útitervnek megfelelően a Kuiper-övben egy kis égitest közvetlen közelében fog elrepülni újév napján. Ezzel a 2014 MU69, ideiglenes elnevezéssel Ultima Thule lesz az eddigi legtávolabbi kis égitest, amit a tudomány történetében közelről fog űrszonda tanulmányozni.

A Neptunuszon-túli objektumok, így a Kupier-öv őseredeti jeges égitestjeinek vizsgálata közelebb visz a Naprendszer kialakulásának megismeréséhez, illetve más csillagok körüli hasonló övezetek kialakulásának és fejlődésének tanulmányozásához, a közöttük levő hasonlóságok és eltérések feltárásához, megértéséhez. Azért is fontos a Kuiper-öv megismerése, mert a rövid keringési idejű üstökösök forrás égitestjei, amelyek egy része hozzájárulhatott a földi és más bolygók vízkészletéhez, esetleg az élethez szükséges építőanyagokhoz is. A NASA New Frontiers programja keretében 2006. január 19-én útnak indított New Horizons (röviden NH) űrszondája (lásd Természet Világa 2006/2.) elsődleges célkitűzése a Plútó bolygó (ékezetekkel) meglátogatása volt, ami sikeresen meg is valósult 2015-ben (lásd Természet Világa 2015/9., 2017/3.). Mint ismeretes, 2006 augusztusában a Nemzetközi Csillagászati Unió (IAU) prágai közgyűlésének határozata alapján a Pluto (ékezetek nélkül) a törpebolygók közé lett átsorolva (lásd Természet Világa 2006/10.) és ennek megfelelően kisbolygó jelölése lett: (134341) Pluto. Ez a tény azonban nem változtatta meg a New Horizons úttörő küldetésének értékét, sőt a Pluto és holdjainak első közeli vizsgálata egyben a Naprendszer külső kisbolygó övezetének, a Kuiper-öv objektumoknak első részletes tanulmányozását tette lehetővé. Visszatekintve, a Plútó-űrszonda küldésének gondolata 1992-ben vetődött fel és ekkor született meg a Pluto Express program. Ezzel egy időben David Jewitt és Jane Luu a hawaii szigeteki Mauna Kea Obszervatóriumban felfedezték az első Kuiper-öv objektumot, amelynek ideiglenes jelölése 1992 QB1 lett és ezután egyre több és több kis égitest megtalálását jelentették be ők és mások is a Neptunuszon-túli övezetben. Természetes felvetés volt, hogy a Plútó meglátogatása után a szonda a pályája közelében levő egy vagy több Kuiper-öv objektumot közelről is meglátogasson, elrepüljön mellette. A program és szonda neve többször is megváltozott, de az elnevezések utaltak a Kuiper-öv vizsgálatára irányuló program részre is: Pluto-Kuiper Belt Express, Pluto-Kuiper Belt Mission, Kuiper Belt Pluto Express, majd végül a ma használatos New Horizons elnevezése lett.

1. ábra. A NASA New Horizons űrszondájának fedélzeti tudományos műszerei és berendezései. A mély űrben a szonda energiaellátását biztosító radioizotópos termoelektromos generátor (RTG) jobbra kinyúlik a szonda testétől. (Kép: NASA, JHUAPL, SWRI, Idaho National Laboratory, plutosafari.com).

Rövidítések

Long Range Reconnaisance Imager (LORRI): látható tartományban működő, nagy felbontású CCD kamera 20,8 cm-es apertúrával és 1024 x 1024 pixeles monokromatikus CCD érzékelővel. A felbontás nagyjából 1”. A CCD-t egy passzív radiátor tartja hidegen a szonda árnyékos oldalán.

Pluto Exploration Remote Sensing Investigation (PERSI): Két műszert tartalmaz. Az egyik a 6 cm apertúrájú Ralph-teleszkóp két különálló csatornával: egy látható tartományban működő CCD kamera és egy közeli infravörös képalkotó spektrométer. A másik műszer az Alice ultraibolya képalkotó spektrométer. Az Alice egyébként az ESA Rosetta űrszonda hasonló nevű műszerének tökéletesített változata.

Plasma and high energy particle spectrometer suite (PAM): Két műszer alkotja: a SWAP 7,5 kiloelektronvoltig méri a Pluto körüli részecskéket, a PEPSSI pedig 1 MeV-ig.

Radio Science Experiment (REX): ultrastabil oszcillátor és kiegészítő elektronika a rádiótudományi vizsgálatokhoz. Tekintettel a nagy távolságra, a parabolaantenna 2,1 méter átmérőjű.

Venetia Burney Student Dust Counter (VBSDC vagy SDC): porméréseket végez. Két részből áll: egy 460 × 300 mm-es detektor a szonda árnyékos oldalán és egy elektronikai doboz a szonda belsejében. Az effektív gyűjtőterület 0,125 m². Eddig még nem végeztek porméréseket az Uránusz pályáján túl.


 

A 454 kg-os, hét tudományos műszerrel felszerelt szondát (1. ábra) az orosz gyártmányú végfokozat minden idők leggyorsabb űrszondájává tette: 9 órával a 2006. január 19-i indítás után átszelte a Hold pályáját (erre az Apollo űrhajósainak három napra volt szükségük), s az óránkénti 58 ezer km-es sebességének köszönhetően 2006. április 7-én, mindössze 78 nappal az indítás után, a Marsnál is távolabb került a Naptól. Ekkor sebessége már 70 ezer km/h volt. A szonda műszerei rendben működtek a Plutoval és holdjaival való találkozás alatt, és azt követően is. Kisbolygóra is már ki lett próbálva a Ralph-teleszkóp, amikor a szonda még úton a Jupiter felé 2006. június 13-án 101867 km távolságban elhaladt a főövben az (132524) APL kisbolygó közelében és felvételeket is készített róla. Az aszteroida már ismert volt, ugyanis 2002-ben fedezték fel, de a szonda pályáját nem lehetett módosítani, hogy közelebb repüljön el a kisbolygóhoz. A New Horizons megfigyelései szerint az aszteroida mintegy 2,3-2,5 km-es átmérőjű. Elsődleges úti célja, a Pluto 2015. július 14-i sikeres meglátogatása után a New Horizons szonda programját 2021. április 30-ig meghosszabbították egy, vagy esetleg több Kuiper-öv objektum közelében való elrepülés céljából. Ez a program lett a NH szonda kiterjesztett küldetése, a Kuiper Belt Extended Mission (KEM). A szonda útja mentén csak olyan Kuiper-öv objektum érhető el, amely a pályája Plutonál lévő pályabeli sebesség irányától egy fokos kúpszögön belül van és a szonda pályamódosításaihoz rendelkezésre álló 33 kg hidrazin hajtóanyag elegendő egy, esetleg több égitest eléréséhez. A NH űrszondát irányító kutató és mérnök csapat óriási kihívással szembesült, mert az addig ismert Kuiper-öv objektumok egyikét sem tudták volna elérni. Ráadásul az új célégitestnek 55 CSE-nél közelebb kell lenni a találkozáskor, mert a rádió összeköttetéskor a kommunikációs jelek túl gyengék lennének, illetve a radioizotópos termoelektromos generátor (RTG) annyira legyengülne, hogy az nem biztosítaná a műszerek működését. Ugyanis az RTG teljesítménye évente 5%-kal csökken (indulásakor 240 wattról indult). Ezek a feltételek sajnos kizárták a Pluto után második legnagyobb törpebolygó, az Eris meglátogatását. További feltétel, hogy a meglátogatandó égitest legalább 50 km méretű legyen és lehetőleg a Naphoz képest semleges (szürke) színű, hogy a már megismert vöröses színű Pluto felszínével összehasonlítható legyen az eltérések és hasonlóságok feltérképezése céljából. A Kuiper-öv objektumok kialakulása és fejlődése szempontjából az is érdekes lenne, ha a kiválasztott kisbolygó ráadásul egy kettős aszteroida lenne.

2. ábra. A 2014 MU69 Ultima Thule Kuiper-öv objektum felfedezésekor a HST WFC3 (Széles Látómezejű Bolygókamera 3) kamerájával 2014. június 24-én készített képek összekombinálásával előállított kép, amelyen a halvány kis égitest (zöld körökön belül) látszó mozgása jól megfigyelhető: a kép jobb felső részéből a bal alsó része felé mozgott. Az egyes expozíciók között 10 perc telt el. A felfedezéskor a kis égitest az 1110113Y előzetes azonosító jelölést kapta (Kép: NASA, STScI, ESA, JHUAPL SWRI, Press Release STScI-2014-35 2014. július 1.).

Csak nagy földi távcsövek, mint a 6,5 méteres Magellán Teleszkóp (Las Campanas Obszervatórium, Chile), a japán 8,2 méteres Subaru és a Kanadai-Hawaii-Francia Teleszkóp (Mauna Kea, Hawaii), illetve a Hubble-űrtávcső (HST) voltak alkalmasak a NH szonda számára alkalmas Kuiper-öv objektumot találni. A nagyszabású keresés 2011-ben indult meg. Érdekesség, hogy a közzétett felvételeken a közönség is kereshetett addig ismeretlen Kuiper-öv objektumokat az „Ice Hunters” (Jégvadászok) projekt keretében. A keresés során a földi távcsövekkel 143 új Kuiper-öv objektumot fedeztek fel, de egyik sem volt alkalmas a NH szonda számára. A HST-re garantált rendkívüli távcsőidő azonban 2014. június 14-én sikert hozott: öt lehetséges cél objektumot (Potential Target, PT1, -2, -3, -4 és -5). A legbiztosabban a mintegy 30-45 km-es méretű PT1 (2. ábra) érhető el, ezért ez lett a kiválasztott célpont (lásd Természet Világa 2015/11.). Később a kisbolygó hivatalos elnevezése (486958) 2014 MU69 lett, de 2018. március 13-án egy internetes névadó szavazás után egy még nem hivatalos „becenevet”is kapott: Ultima Thule („Legtávolabbi sziget”). A régi hajósok az általuk aktuálisan ismert vagy feltételezett legtávolabbi – egyébként jeges – szigetet nevezték így (pl. Feröer-szigetek, majd Spitzbergák és Grönland, stb.), ami jó analógia a Neptunuszon-túli távoli világ, mint a Kuiper-öv jeges égitestjei számára. A 2014 MU69 a körtől csak kis mértékben eltérő ellipszispályán kering a Nap körül. A pálya excentricitása 0,044, a fél-nagytengelye 44,1 CSE, napközelben 42,1 CSE-re közelíti meg központi csillagunkat és naptávolban 46,1 CSE-re távolodik tőle. A pályasíkja 2,45 fokos szöget zár be a földpálya síkjával. Napkörüli keringési ideje mintegy 293 év (összehasonlításul: a Neptunusz 165 év, a Plútó 248 év alatt kerüli meg központi csillagunkat). A pályája alapján a 2014 MU69 a klasszikus Kuiper-öv dinamikailag „hideg” objektumai közé tartozik, ami azt jelenti, hogy a Neptunusszal nem áll középmozgás-rezonanciában, a pályája nem elnyújtott és perturbációk (zavaró hatások) dinamikailag nem „gerjesztették”, nem emelték ki a földpálya síkja közeléből (3. ábra). Amit a 2014 MU69 fizikai tulajdonságairól megtudhattunk, azt csak földi távcsövekkel és a HST-vel történt megfigyelések tették lehetővé. A kis égitest méretére vonatkozó első becslések a geometriai albedó (a felszín fényvisszaverő képessége) feltételezésével, a napés földtávolság ismeretében történtek. A Kuiper-öv objektumok többségére lehetséges albedó 0,04-0,15 lehet, ekkor az égitest 25-45 km közötti. Nagyjából hasonló a mérete a nagyobb üstökösmagokhoz, a Szaturnusz Helene holdjához, vagy a főöv kis-közepes kisbolygóihoz, de jóval nagyobb, mint például a Rosetta űrszonda üstökösének, a 67P/Churyumov-Gerasimenko magjának a mérete (4. és 5. ábra). A HST megfigyelések szerint a 2014 MU69 a Pluto felszínénél vörösebb színű, ami ősi és üstökösszerű kigázosodást nem mutató felszínre utal. Előzetes számítások szerint a nagy naptávolság miatt a kisbolygó átlagos felszíni hőmérséklete csak mintegy 35 K körül lehet.

3. ábra. A NASA New Horizons űrszondájának útja (sárga vonal mutatja) a Pluto után legelső úti céljáig, a 2014 MU69 Ultima Thule (PT1) Kuiper-öv kisbolygóig (pályája pirossal jelölve) és azon túl. A Kuiper öv objektumok (barna pontokkal jelölve) és a nagybolygók pályái (kékkel jelölve) a Neptunuszig, valamint a Pluto törpebolygó pályája (fehér színnel jelölve). A kisbolygók főövét a Mars és Jupiter pályái között fehér pontok érzékeltetik. Néhány nagy méretű Neptunuszon-túli objektumot (Eris, Makemake, Haumea) fehér korongok jelölik (Kép: NASA, JHUAPL, SWRI Alex Parker, Astronomy Now, 2015. augusztus 28.).

4. ábra. A 2014 MU69 Ultima Thule (PT1) Kuiper-öv objektum méretének (30-45 km vagy 25-45 km között) érzékeltetése az Egyesült Államok keleti partvidékének térképén Boston és Providence városok közötti távolsággal való összehasonlítással, valamint a Rosetta űrszonda célüstököse, a 67P/Churyumov-Gerasimenko mintegy 4 km-es magjával (nyíl mutatja). A 2014 MU69 átlagos méretét egy gömb alakú test szemlélteti (Kép: New Horizons Team JHUAPL).

5. ábra. A 2014 MU69 Ultima Thule (PT1) Kuiper-öv objektum (30-45 km-es nagy gömbbel modellezve) méretének összehasonlítása a (433) Eros földközeli kisbolygó (35 km x 12 km), valamint a Rosetta űrszonda célüstököse, a 67P/Churyumov-Gerasimenko-üstökös mintegy 4 km-es magjának méretével (Kép: New Horizons Team JHUAPL, 2014. október 15.).

A HST pontos fotometriai megfigyeléseket végzett 2017. június 25. és július 4. között. A fényváltozás minimum-maximum közötti amplitúdója legfeljebb csak 20%, ami vagy egy forgó, gömb alakhoz közeli „tömzsi” kis égitestre utal, amelynél a tengelyek aránya legfeljebb 1,14 lehet vagy pedig egy elnyújtott, akár szabálytalan alakú forgó testre, amelyre a forgástengelye irányából látunk, és ezért nem mutat jelentős fényváltozást. A kis amplitúdó miatt nem lehetett pontosan meghatározni a test forgási periódusát sem. (Kis amplitúdó úgy is lehetséges, hogy nagyon lassan forog egy elnyújtott test és a megfigyelések csak a forgásidőhöz képest egy rövidebb időtartamot fognak át, de a HST hosszabb időszakot átfogó megfigyelései ezt a lehetőséget kizárják.) Az elnyújtott alakot a 2017 júniusában, július 10-én és 17-én bekövetkezett három csillagfedés megfigyelései is megerősítik. A HST keresett esetleges kísérő holdakat is, de ha van ilyen akkor az 29 magnitúdónál halványabb. Miért hasznos a csillagfedés megfigyelése? Egy Naprendszerbeli égitest a távoli csillagok előtt mozogva időnként elfed egyet, ezt a jelenséget csillagfedésnek vagy okkultációnak nevezzük. Az objektum a megfigyelőt és a csillagot összekötő egyenesre esik, így rövid ideig kitakarja a csillag fényét. A kis égitest méretétől és alakjától függően a fedés ideje különböző lesz aszerint, hogy a test látóirányra merőleges vetülete, és az annak peremén lévő csillag belépési és kilépési pontjait összekötő húr milyen hosszú. A kisbolygók, köztük a Kuiper-öv objektumok általi csillagfedések a Földön csak egy keskeny, legfeljebb néhány száz km széles sávban figyelhetők meg. A több helyről történt megfigyelések, illetve a rövid időn (néhány hónapon) belül történt fedések megfigyelése alatt a Kuiper-öv objektum sziluettje csak a tengelykörüli forgása miatt lehet más (a rálátási geometria nem változik lényegesen), ezért a több helyről megfigyelt több fedés a kis égitest alakjára és méretére ad következtetést. A fedések megfigyeléséből esetleges törmelékfelhő, gyűrű, kísérő hold, sőt gáz- vagy porkóma, illetve nagyobb égitestnél légkör jelenléte is kimutatható távolról. A 2017. július 10-i csillagfedést a Csendes-óceán felett a NASA SOFIA (Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy) program keretében egy Boeing 747SP repülőgép fedélzetén levő infravörös teleszkóppal is sikerült megfigyelni és az is kiderült, hogy a 2014 MU69 körül nincs kimutatható por- vagy törmelékfelhő. A megfigyelési adatok feldolgozása során felmerült egy kis méretű holdnak a lehetősége, ami mintegy 200-300 km-re van a nagyobbik komponenstől, de július 17-e után kiderült, hogy szoftverhiba következménye a felvetés.

6. ábra. A 2014 MU69 Ultima Thule (PT1) Kuiper-öv objektum két összetevőből összetett alakja az Argentínából 2017. július 17-én megfigyelt csillagfedéskor a fedés megfigyelhetőségi sávjában különböző helyről történt megfigyelések alapján. A megfigyelő helyeken a fedés időtartamából húrok végpontjai a megfigyelés geometriai viszonyainak figyelembevételével kirajzolják a kis égitest „kuglibábú” alakú sziluettjét, amiből a peremének vonala megszerkeszthető (Kép: New Horizons Team JHUAPL, 2017. augusztus 8.).

7. ábra. A 2014 MU69 Ultima Thule Kuiper-öv kisbolygó alakjára a különböző megfigyelések alapján felvetődött modellek: elnyújtott, egy tömbből álló test a HST kis amplitúdójú fényváltozásából és forgástengely irányából való rálátás esetén (bal felső kép). A csillagfedések megfigyeléséből kapott két összetevőből álló, de egymással érintkező test vagy egyszerűen csak egy befűződéssel rendelkező elnyújtott test („kuglibábu”, „súlyzó”) (jobb felső kép). A csillagfedések megfigyeléséből adódó két, egymástól elválasztott összetevőből álló rendszer egy kettős kisbolygó (jobb alsó kép). Felmerült, hogy egy nagyon távoli kisebb kísérője vagy holdja van (jobb alsó kép), de mint kiderült, mérési adatfeldolgozási hiba volt (azonban a NH közeli elrepülésekor nem kizárt, hogy egy kisebb, de addig nem megfigyelhető testet kimutathatnak ettől függetlenül) (Képek: New Horizons Team JHUAPL és NASA JPL Photojournal PIA21867, PIA21868, NASA Spaceflight News 2018. július 4. Ian Atkinson, Astronomy Magazine online 2018. szeptember 28.).

A 2017. július 17-i fedést a HST nem figyelhette meg, mert nem haladt át a fedési sávon, de a 2014 MU69 körüli törmelékfelhő, illetve esetleges holdak után kutatott a kisbolygó Hill-szférájában (ahol stabil pályán keringhet törmelék vagy hold), az égitesttől számított 75 ezer km-es sugarú térségben, de nem talált semmit. Ezt a fedést a láthatósági sávba eső nagy földi teleszkópok mellett kis távcsövekből álló hálózattal is megfigyelték. A vizsgálat nagyon fontos új eredményhez vezetett, amit a fedési húrok által kirajzolt sziluett jól mutat: a 2014 MU69 vagy egy elnyújtott alakú egy tömbből álló test vagy egy érintkező kettős kisbolygó, vagy pedig egy egymáshoz közeli összetevőkből álló szeparált (elválasztott) kettős. A mérések szerint a két komponens egy 20 km-es és egy 18 km-es kis test (6. és 7. ábra). Bízunk benne, hogy a NH sikeresen elrepül az Ultima Thule közelében és az általa készített képek alapján ki lehet választani, hogy melyik előzetes modellhez áll a legközelebb a kis égitest valódi alakja. A 2014 MU69 2018-as láthatósága során három csillagfedése volt: július 16-án (Dél-Atlanti térség és Indiai-óceán), augusztus 4-én (Szenegál és Kolumbia), ennek megfigyelésére történt összehangolt megfigyelési kampány, illetve szeptember 6-án, amit a NASA észlelőcsoportja figyelt meg és a kisbolygó méret adatait sikerült megerősíteni. A HST a szeptemberi fedést nem figyelhette meg, de fontos kiegészítő méréseket végzett a kisbolygó körüli esetleges por- és törmelékfelhő kimutatására. A kis égitesttől 1600-20 ezer km-es tartományban nem volt mérhető fénycsökkenése a csillagnak, ami azt jelenti, nincs optikailag vastag por, törmelék vagy gyűrű az Ultima Thule körül. Ez nagyon jó hír a NH szondának, mert nem kell porszemcsék vagy törmelék ütközésétől tartani. A NH új küldetése (KEM) a 2014 MU69 elérése érdekében végrehajtott pályamódosításokkal 2015. október 22-én vette kezdetét, amit újabb pályamanőverek követtek október 25-én, 28-án és november 4-én. Az új programot, valamint az ezzel kapcsolatos költségvetést egyébként 2016. július 1-jén hagyták jóvá, de a szükséges pályakorrekciókat ettől függetlenül korábban meg kellett tenni. A NH űrszondát az energiaforrásával való takarékoskodás céljából 2017. december 21. és 2018. június 5. közötti időszakra hibernálták, vagyis csak a fedélzeti számítógép maradt működésben, ami hetente a szonda állapotát jelző paraméterekről rádiójelet küldött a Földre. A NH előre beprogramozott módon automatikusan „ébredt fel” 2018. június 5-én. Ahogy a szonda egyre közelebb került célpontjához, a LORRI kamera számára elérhetőre fényesedett és sikerült az első felvételeket elkészíteni róla (8. ábra) 2018. augusztus 6-án. 172 millió km (1,15 CSE) távolságból, az aszteroida fényessége mintegy 20 magnitúdó. (A Földről nézve csupán egy 26-27 magnitúdós halvány pont látszik).

8. ábra. A 2014 MU69 Ultima Thule első felvétele, amit a New Horizons űrszonda távolról készített róla a LORRI kamerával 2018. augusztus 16-án. A kép több, egyenként mintegy 30 másodperces expozíciós felvétel összeadásából keletkezett. A felvételek készítése idején a szonda 107 millió km-re volt a kisbolygótól. A bal oldali képen bekeretezett égterület a jobb oldali képen kinagyítva látható és ezen a kisbolygón kívül a képen a sűrű csillagmezőben a zavaró csillagok képfeldolgozási eljárással el lettek távolítva, amelyen egy célkereszt jelöli meg a szondától még távoli halvány kisbolygót (Kép: New Horizons Team JHUAPL, NASA 2018. augusztus 27.).

A NH utolsó pályakorrekciós manővereit 2018. október 3. – december 2. közöttire tervezték, de december közepéig még lehetőség van a NH pályáját módosítani abban az esetben, ha addig a kisbolygó körül a szondára veszélyes por- vagy törmelékfelhőt, gyűrűt fedeznének fel a megközelítés során. Ez esetben távolabb repülne el a szonda a 2014 MU69-tól. A NH a tervek szerint 2019. január 1-jén magyar idő szerint 06:33-kor (05:33 UTC) kerül legközelebb, mintegy 3500 km-re célpontjához. A találkozás ideje a hajtóanyag felhasználás minimalizálása szempontja alapján lett meghatározva. A kisbolygó akkor 43,4 CSE távolságra lesz a Naptól, 44,2 CSE-re a Földtől és bolygónkról nézve a Sagittarius (Nyilas) csillagkép irányában látszik. A szonda és a kisbolygó találkozásakor a relatív sebesség 14,4 km másodpercenként. A rádiójelek a szondáról mintegy 6 óra alatt érkeznek meg a Földre. A szonda a kisbolygóhoz lényegesen közelebb fog elrepülni, mint a Plutonál történt, így a kis Kuiper-öv égitest felszínét 30-70 méteres felbontással fogja majd látni a LORRI kamera. Remélhetőleg az első közeli képek még újév napján megérkeznek a Földre, de az elrepülés során kapott sok kép és a műszerek mérési adatai 2019-2020 folyamán mintegy 18-21 hónap alatt érkeznek meg, hasonlóan, mint az a Pluto megközelítése után is történt. Az Ultima Thule és környezetének vizsgálata 2019. január 9-én ér majd véget, amikor a szonda a 3-tengelyre stabilizált módról a tengelykörüli forgási módra tér át. Az űrkutatás kezdeti időszakában az események kortársa, a nagy idők tanúja, Almár Iván a következő érdekes egybeesésre hívta fel a figyelmem: A NH – Ultima Thule elrepülés véletlenül éppen 60 évvel az első ember készítette holdrakéta startja után fog bekövetkezni. A Luna-1 küldetése valóban történel mi jelentőségű volt, hiszen ez volt az első elrepülés egy idegen égitest mellett. A január 2-i indulást követően a szonda január 4-én közelítette meg a Holdat. (És akkor ez volt a történelem legtávolabbi küldetése.) A NH fő tudományos célkitűzései a 2014 MU69 Ultima Thule és környezetének közeli vizsgálata idején: 1) a felszín feltérképezése, topográfiai és geológiai térkép készítése; 2) a kisbolygó 3D alakmodelljének elkészítése; 3) a felszíni hőmérséklet meghatározása; 4) esetleges üstökösaktivitás (kigázosodás, porkibocsátás) keresése, esetleges kóma vagy felszínközeli „köd” kimutatása; 5) holdak, kísérők, gyűrű keresése; 6) a kisbolygó tömegének becslése, átlagos sűrűségének meghatározása; 7) a kisbolygó környezetében a mágneses tér, valamint a részecskesugárzás mérése. Egyébként a NH a Pluto program után eddig is több, már ismert Kuiper-öv objektumot figyelt meg távolról, de közelebbről, mint a földi távcsövek, illetve olyan szögből, amely alatt a Földről nem lett volna lehetséges. Így a kis égitestek felszínének anyaga és szerkezete megismerhetővé válik. Ami a NH további sorsát illeti, tovább folytatja a külső Naprendszer vizsgálatát. A kameráival távolról figyeli meg a Kuiper-öv objektumait, visszanéz a kentaurok és az óriásbolygók felé is azok holdjait vizsgálva, a többi műszerével pedig a helioszféra sugárzási és mágneses terét méri. 2038-ban lesz 100 CSE-re a Naptól, ami a Voyager szondák mostani (2018) távolságainak felel meg, ez már a külső helioszféra és a csillagközi plazma közötti határvidék. (A Naprendszer határát az Oort-felhő külső széle jelenti mintegy 1,5 fényévre a Naptól.) A NH második lehetséges kiterjesztett küldetése a Kuiper-övben (KEM2 vagy EM2) 2022-2024-ben lenne 50-60 CSE naptávolság között, a harmadik (KEM3 vagy EM3) 2025-2026-ban 60-70 CSE között, míg a negyedik 2017-2035 ben és azon túl lenne 70-90 CSE és ennél is távolabbi szakaszon a külső Naprendszerben. A szondával a DSN (Deep Space Network) földi nagy rádióteleszkópok 200 CSE távolságig tudják tartani a kapcsolatot. Ezt a távolságot 2070-ben éri majd el, persze fedélzeti energiaellátása is jelentősen lecsökken addigra, de az elsődleges probléma a rádiókapcsolat, ami a távolság által behatárolt. Most mindenesetre izgalommal várjuk az első kis Kuiper-öv objektum, az Ultima Thule közeli meglátogatásának eredményeit a NH szondáról.

A cikk a Természet Világa 2018. decemberi (149. évf. 12. sz.) számában jelent meg.

Tóth Imre

tudományos tanácsadó, MTA CSFK Konkoly Thege Miklós Csillagászati Intézet, Budapest

Kapcsolódó cikkek

{{ image }}

{{ title }}

{{ comments }}
{{ author }}
{{ image }}

{{ title }}

{{ comments }}
{{ author }}
{{ image }}

{{ title }}

{{ comments }}
{{ author }}