2003. október – Európa a Holdra (is) megy | MCSE

2003. október – Európa a Holdra (is) megy

Az emberes holdutazás óta kíséro"nket az u"rkutatás elhanyagolta. Nem mintha nem lenne elég
megválaszolatlan kérdés, de a pénzforrások sokáig nem engedték új, nagyratöro" holdprogram
indítását. A hidegháború éveiben a politikai versengés vezetett a látványos eredményekhez,
jelenleg más az indíték: a gazdaság egyre szorosabban bekapcsolódik az u"rkutatásba. Többé
sajnos már nem várhatunk tisztán tudományos holdprogramokat — jelenleg már a pénz mozgatja
az eseményeket.

Mai ismereteink alapján a Hold ero"forrásainak kiaknázása három-öt évtized múlva már nyereséggel
jár. Ma még korai lenne versenyfutásról beszélni, de a Lunar Prospector és a SMART-1 mögött
gazdasági hajtóero" is van: aki elo"bb szerzi meg az ero"források kiaknázásához szükséges tudást,
az fölözi le a hasznot. Ez nem csak a nyersanyag elo"fordulási helyek ismeretét, de új és olcsó
meghajtási, irányítási módok kidolgozását is jelenti.

A SMART-1 legfontosabb küldetése az ionmeghajtás tesztelése. Az ionhajto"mu"vek fo" elo"nye, hogy
a kémiai hajtómu"vekhez képest az üzemenyagnak csak töredékét viszik (esetünkben 82 kg-ot), és
sokkal nagyobb a fajlagos tolóerejük. Csak az a tömeget van a szondán, amit kiáramoltatunk —
a kiáramláshoz szükséges energiát napfénybo"l nyerjük. A SMART-1 gallium-arzenid-indium-foszfid
napelemtáblái szogáltatta 1900 W 75%-át az ionhajtómu" használja. A Hall-effektussal üzemelo"
PPS-1350 jelu" elektrosztatikus hajtómu" a xenon gázt 3500 m/s-al áramoltatja ki. Ezzel
maximálisan 70 milliNewton tolóero"t fejt ki, 0,2 mm/s2 gyorsulást létrehozva.

Az ionhajtómu" reakciókamrájában a katódból kiléptetett elektronok a xenon atomokhoz tapadva
töltést adnak nekik, amelyeket ezután mágneses térrel gyorsítunk és kiáramoltatunk. Az így
nyert gyors kiáramlás miatt a fajlagos tolóero" 5-30-szor nagyobb a kémiai rakétahajtómu"vekénél.
A valódi fizkai tolóero" persze kicsi, így a pályaváltoztatás sokáig tart. A szonda az indulás
után egyre távolabb spirálozva, 16 hónap alatt éri el célpontját. Emellett hintamavo"vereket
is használ, mozgása nem csak a Hold vagy a Föld mellett elhaladva változik, de erre a Lagrange
pontok közelében töltött hosszabb ido" is alkalmas pályarezionanciák révén.

 

A 15 kg-os tudományos mu"szercsomag az alábbi berendezéseket tartalmazza. A 3 kg-os D-CIXS
(Demonstration of a Compact Imaging X-ray Spectrometer/X-ray Solar Monitor, kompakt
röntgenspektrométer demonstrációs rendszer/röntgen napteleszkóp) nagy érzékenységu"
röntgenspektrométer. A regolit felszínén gerjesztett atomok karakterisztikus röntgensugárzása
alapján kémiai összetételt térképez. Minden korábbinál részletesebb geokémiai felmérést
készít, eredményei nem csak a felszínfejlo"dés rekonstruálásában, de a magnézium és titán
eloszlása révén a jövo"beli nyersanyag hasznosításban is segítenek.

A Hold erózió által gyengén érintett, ido"s felszíne a legjobb "történelemkönyv" a belso"
Naprendszer fejlo"désének rekonstruálásához. A regolit különbözo" korú rétegei ugyanis a
napszél valamint a becsapódó meteoritfluxus nagyságának és kémai jellemzo"inek változását
rögzítik. A 2 kg-os SIR/VISNIR (SMART-1 Infrared Spectrometer, infravörös spektrométer)
900 és 2400 nm közötti tartományban rögzíti a ho"sugárzást 60 nm-es felbontással. Leheto"séget
ad olyan fontos ásványok, mint az olivin, a piroxének, a különbözo" földpátok eloszlásának
térképezésére 300 méteres felbontással — de vízjég, széndioxid és szénmonoxid kimutatására
is alkalmas.

 

Több szenzor az ionmeghajtásnak magára a szondára kifejtett hatását vizsgálja. A kiáramló
plazma ugyanis erodálja a felületeket, és le is rakódik rajtuk. Emellett bármilyen
töltéskülönbségbo"l adódó szabálytalanság a kiáramlást, ez pedig a szonda mozgását befolyásolja.
Az ionhajtómu" melegíti is a SMART-1-et, a ki- és bekapcsolás elektromágneses zavart,
rádió interferenciát okozhat.

A 2 kg-os EPDP (Electric Propulsion Diagnostic Package, elektromos meghajtás diagnosztizáló
csomag) az ionhajtómu"to"l 80 cm-re található, a kiáramló ionok energiaeloszlását és su"ru"ségét
tanulmányozza, figyeli a szondát végleg elhagyó, és visszaáramló anyag arányát. A 0,8 kg-os
SPEDE (Spacecraft Potential Electron and Dust Experiment, u"rszonda potenciál elektron és por
kísérlet) a szonda két átellenes oldalán van és a bolygóközi mágneses tér mellett szintén az
ionmeghajtás következményeit tanulmányozza. Az ultrakompakt, pánkromatikus AMIE kamera
(Asteroid Moon micro-Imager Experiment, kisbolygó és Hold mikro képrögzíto") a látható és
a közeli infravörös tartományban referencia csillagok, a Föld és a Hold helyzetét tanulmányozza
majd, valamint a bolygónkhoz közeli kisbolygókat is pozícionál.


Az AMIE kamera

KaTE (Deep Space X/Ka-band TT&C Experiment, nagy távolságú X/Ka sávú rádiókísérlet) és RSIS
(Radio Science Investigations with S-1, S-1 tudományos rádiókísérlet) a szonda mozgásának
pontos vizsgáltatá teszi leheto"vé 9 mm-es mikrohullámokkal, ugyanakkor a jövo"beli kis
energiájú, jól fúkuszálható mikrohullámú távközlési technológiák tesztelésére is szolgál.
Az AMIE kamera lézeres adatrögzítéssel segít a telekommunikáció fejlesztésében: a lézerrel
sokkal nagyobb információsu"ru"ségu" továbbítható, mint rádióhullámmal.

Eddig lézeres kommunikációt csak néhány alacsony földkörüli pályán keringo" mu"holdnál
alkalmaztak, most nagyobb távolságon is tesztelheto" lesz. A SMART-1 földi bázisa a Tenerifén
lévo" Observatorio del Teide, a lézeres kísérlet a Hold librációjának tanulmányozásában is segít.
Az OBAN (Onboard Autonomous Navigation, fedélzeti autonóm navigáció) pedig a XXI. század
elmaradhatatlan tartozéka, amellyel a SMART-1 önmaga határozza meg hova "akar" menni.

Persze ne aggódjunk, hogy a gazdasági érdek teljesen elnyomja a tudományosat. A Hold
geológiájával kapcsolatban még ma is sok a nyitott kérdés, egy részük megválaszolásában a
SMART-1 segíthet. A legfontosabb ezek közül: Milyen állapotban volt a Hold belseje, amikor
a földkörüli törmelékekbo"l összeállt? Milyen hosszútávú hatással volt a Hold a Föld
fejlo"désére? Vannak-e a Holdon olyan ido"s "földmeteoritok", amelyek a földi élet
keletkezéséro"l hordoznak információt? Hogyan változott a vulkanizmus az ido"k során
(kriptomare bazaltok, fiatal dómok)? Mi a szerepe a terminátor mentén lebego" pornak a
felszíni anyag újraelosztásában? Mi tud a becsapódó kisbolygókból és üstökösmagokból a
víz mellett még felhalmozódni a felszínen? Milyen volt kíséro"nk o"si mágneses tere?
Zsugorodik-e még ma is a Hold és hogyan keletkeztek fiatal, max. 600 millió éves törései?

A SMART-1 a start után 654 és 35885 km közötti föltávolságú elliptikus átmeneti pályára
állt, innen közelíti meg a geostacionárius pályát, ahonnan pedig autonóm irányítási
rendszerével jut el a Holdig. Az ionhajtómu"vet elo"ször szeptember 30-án indítottak be,
sikerrel. A pályaváltoztatások fontos eleme a "befogódás" holdkörüli pályára, 2004.
végén éri el végso" holdkörüli poláris pályáját a szonda. Ekkor 305 kg-os lesz a berendezés,
a holdfelszínto"l 300 és 10000 km közötti távolságban fog keringeni. A felbocsátás után
összesen 2-2,5 évig üzemel, azaz kb. 6 hónap marad a holdkörüli megfigyelésekre.

 

 

Befejezésként vessünk egy pillantást arra, melyek lehetnek a Holdnak a következo" száz
évben kihasználható ero"forrásai: hélium 3-as izotóp fúziós energiatermeléshez (a becslések
alapján a holdi He3 kinyerésével termelt energia sokkal olcsóbb és biztonságosabb, mint a
mai földi energiaforrások), vízjég a sarki kráterek regolitjában (a Hold felszínéro"l
olcsóbb vízjeget földkörüli pályára juttatni, mint a Földro"l — ez az u"rállomásokon
mikrochipek, hipertiszta kristályok és gyógyszerek elo"állításához kell). A Hold mint
távlati ero"forrás persze komplex szempontból vizsgálva mégfontosabb: nem csak új típusú
nyersanyaglelo"helyek vannak rajta, de olyan technológiai fejlo"déssel jár majd a holdbéli
tevékenység (a speciális környezet, a speciális igények és a speciális leheto"ségek miatt)
ami gyökeresen eltér a maiaktól — azaz új technológiák és új termékek születnek "maguktól"
a Holdon.

A ESA hivatalos SMART-1 oldalai:



A www.mcse.hu oldal felületén sütiket (cookie) használunk. Ezeket a fájlokat az ön gépén tárolja a rendszer. Az oldal használatával ön beleegyezik a cookie-k használatába. További információért kérjük olvassa el adatvédelmi tájékoztatónkat. További információ

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close