Új űrszonda landolt a Marson

 A landolás előtt írtuk:

Bár manapság a Marssal kapcsolatban a legnagyobb érdeklődés az emberes missziókat övezi, ezek ma még mindig inkább a sci-fi és a valóság határán egyensúlyoznak, hiába költözne át Elon Musk már hét év múlva a szomszédba. Sokkal közvetlenebb izgalmakat szolgáltatnak viszont az ember nélküli landolások, amelyek mögött elképesztő mérnöki teljesítmény van és óriási tudományos jelentőséggel bírnak.

7 perc terror

Hiába gondolhatnánk, hogy 2018-ban egy újabb Marsra szállás már meg se kottyan, hiszen 2014-ben egy üstökösre is sikerült leszállni, idén meg már sportkocsit lődöztünk az űrbe, valójában még ma is meglehetősen nehéz mutatványnak számít landolni a szomszédos bolygón – nem csoda, hogy ez még mindig csak a NASA-nak sikerült igazán jól, és az összes kísérlet több mint fele végződött kudarccal.

A legnagyobb nehezítő körülmény, hogy a ritka marsi légkörben nagyon nehéz annyira lelassítani a felszín felé száguldó szondákat, hogy landolás helyett a küldetésük ne egy becsapódással érjen gyors véget.

Egy leszállóegység három fázisban jut el a bolygóra, miután elérte annak légkörét. Ezek a fázisok a belépés, a az ereszkedés és a landolás (entry, descent, landing, EDL). A folyamat viszont összességében több ezer lépésből áll, és mindegyiknek tökéletesen kell működnie ahhoz, hogy a leszállás sikeres legyen.

Nagyjából így fog ez kinézni az InSight esetében:

• A leszállóegység 7 perccel a légkör legfelső rétegének elérése előtt válik le a szállítóegységről.
• Ezután még irányba kell állnia, hogy a hőpajzsa pontosan a légkör felé nézzen. A szonda ekkor 19,8 ezer kilométer per órás sebességgel száguld.
• 12 fokos szögben kell elérnie az atmoszférát, mert ha kisebb szögben érkezne, a sűrűbb részébe hatolna be, és elégne menet közben; ha meg nagyobb szögben, akkor egyszerűen lepattanna.
• Ha sikerül belépni a légkörbe, a szondának még nagyjából 110 kilométert kell megtennie a felszínig, erre 7 perce van – ezt az időszakot szokták a mérnökök a terror 7 percének nevezni.
• Ahogy egyre sűrűbb légköri rétegbe ér, a szonda radikálisan lelassul: két perc alatt 20 ezerről 1,6 ezer kilométer per órás sebességre. Eközben a hőpajzsa több mint 1000 Celsius-fokosra hevül.
• 16 kilométerrel a felszín felett aztán kiengedi a szuperszonikus ejtőernyőjét, amely tovább lassítja.
• 15 másodperccel később ledobja a hőpajzsot.
• Újabb 10 másodperccel később, kiereszti és rögzíti a három lábat, amelyekre landolni fog.
• Egy perccel később bekapcsol a landolóradar, és rádióhullámokat küld a felszín felé, hogy bemérje, pontosan milyen magasan jár a szonda, és milyen tempóban közeledik.
• Másfél kilométerrel a felszín felett a szonda leválik az utolsó szállítómodulról és ezzel az ejtőernyőről is, és a saját hajtőművét bekapcsolva ereszkedni kezd, de közben még gyorsan ki kell térnie a ledobott modul alól, nehogy az ernyőstől rajta landoljon. Közvetlenül a landolás előtt már csak 8 kilométer per órás kocogósebességgel halad.
• Végül a hajtóműveknek abban a szent pillanatban le kell állniuk, ahogy a szonda eléri a felszínt, különben az InSight a landolás után azonnal felborulna.

A felbocsátása óta megtett 484 millió kilométer megtétele után az InSight az Elysium Planitia nevű síkságra fog leszállni. Ez egy kimondottan unalmas, eseménytelen környéknek számít, és a mérnököknek kifejezetten ilyenre is volt szükségük, hiszen a szonda nem krátereket, hegyeket és hasonló felszíni képződményeket fog vizsgálni, hanem a bolygó belsejét, amihez leginkább védettségre és zavartalan körülményekre van szükség. A landolást a kaliforniai Pasadenából, a NASA Jet Propulsion Laboratory központjából felügyelik.

Bolygóközi hőmérő

Az InSight az amerikai NASA és az európai ESA űrügynökségek közös fejlesztése. Bő fél éve, május 5-én indították útjára a kaliforniai Vanderberg légi bázisról, egy Atlas V-401 hordozórakétán. (Ez volt egyébként az első bolygóközi küldetés, amely nem Floridából indult.) Eredetileg 2016 tavaszán indult volna, de két évvel elhalasztották, miután kiderült, hogy meghibásodott az egyik műszere.

A szonda a két nagy napelemes panel kinyitása után 6 méter hosszú, 1,6 méter széles, nagyjából egy méter magas és 360 kilogrammos. Mivel nem marsjáró, nem kerekeket kapott, hanem három lábat, ezeken egy helyben állva fogja elvégezni a méréseit. A felépítését a 2008-ban sikeres landolást végrehajtó Phoenix űrszondáról mintázták.

A Mars felszínéről és légköréről már egészen sokat tudunk, de arról még szinte semmit, hogy mi folyik a felszín alatt. Ezért ha sikeresen landol és munkába áll,

Innen kapta a becsületes nevét is: Interior Exploration using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport, vagyis belső felfedezés szeizmikus vizsgálatok, geodézia és hőátvitel használatával. Ebből lett az InSight rövidítés, ami egész frappánsan sikerült, mert maga a szó bepillantást jelent, tehát ez is utal a szonda feladatára.

A küldetést két évre tervezik. Az egymilliárd dolláros projekt célja, hogy segítsen pontosabb képet alkotni arról, hogyan keletkezett 4,5 milliárd éve a Mars, illetve a Naprendszer és más csillagrendszerek többi sziklás bolygója, így a Föld is. Az eredményei segíthetnek megérteni azt is, hogy miért nem lakható bolygó a Mars.

Az InSight a különböző műszereivel három fontos vizsgálatot fog végezni:

• A SEIS nevű szeizmométerrel méri majd a marsrengések okozta rengéshullámokat, és feltérképezi a bolygó belső szerkezetét.
• A HP3 nevű műszer olyan, mint egy óriási hőmérő: 5 méter mélyen lefúr a felszín alá, hogy megmérje a bolygó hőmérsékletét.
• A RISE rádióműszer megméri a Mars pólusának apró imbolygásait, hogy pontosabb képet alkothassunk a bolygó magjának összetételéről és szerkezetéről.

Az InSight lesz az első szonda, amely képes lesz az 1,8 méteres robotkarjával műszereket levenni a fedélzetéről és elhelyezni a felszínen. Így fog a helyére kerülni a szeizmométer is, majd rá egy szél- és hőpajzs, hogy a műszer háborítatlanul dolgozhasson.

A misszió igazi nemzetközi csapatmunkában valósul meg. A projektet a NASA JPL felügyeli; a szondát és szállítóegységét a denveri Lockheed Martin Space építette; a szeizmométert francia kutatók fejlesztették német, svájci, brit és JPL-es közreműködéssel; a HP3 műszert német és lengyel mérnökök készítették; a spanyolok pedig a szélérzékelőket dobták be a közösbe.

Kapott két kis útitársat is

A leszállásról egész sor különféle szonda és műszer fog adatokat küldeni a földre, ezeket itt vettük végig.

Az InSight adatai a korábbi leszállóegységekéhez hasonlóan a Mars körül keringő Mars Reconnaissance Orbiter és Mars Odyssey űrszondákon keresztül fog a Földre érkezni, ahol a NASA Deep Space Network nevű hálózata – egy kaliforniai, egy spanyol és egy ausztrál állomás – fogja fogadni.

Emellett viszont az InSight-misszióval párhuzamosan fut egy attól független, de azt segítő NASA-kísérlet is: a Mars Cube One vagy MarCO nevet viselő projekt, amellyel egy újfajta űrbeli kommunikációs módszert tesztelnek.

A MarCO két aktatáska méretű kockaműhold (CubeSat), amelyek ugyanazzal a hordozórakétával indultak útnak, de külön érik el a Marsot az InSight nyomában, 10 ezer kilométerrel lemaradva – és egymástól is ilyen távolságban –, hogy elkerüljék az ütközést.

Az InSight sikere nem függ a MarCO sikerétől, a leszállóegységről tehát akkor is jönni fognak az adatok, ha egyik miniműhold se fog megfelelően működni, de ha beválnának, az felgyorsítaná a kommunikációt. Míg ugyanis a hagyományos csatornákon akár is órákat kellene várniuk a mérnököknek, a MarCO közreműködésével már 8,7 perccel a leszállás után visszaérkeznének bizonyos adatok, így tudni lehetne, sikeres volt-e a landolás.

Az viszont csak magyar idő szerint kedden hajnali fél három körül fog kiderülni, hogy a szondának sikerült-e kinyitnia a működéséhez szükséges napelempaneleket is, vagyis el tudja-e kezdeni a tulajdonképpeni munkát.

És akkor nézzük a landolást!

Maga a landolás magyar idő szerint 21 óra köröl várható, de már korábban érdemes figyelni a NASA által biztosított élő közvetítést. Mi is így fogunk tenni, és a videó alatt tudósítunk a fejleményekről. Tartsanak velünk!

A NASA közvetítése 20 órakor elindult, de persze sok minden még nem történik, mindenki arra vár, hogy az InSight elérje a Marsot és megkezdje a landolást. Addig is a projekt vezetői beszélnek a mérnöki kihívásokról és a szonda műszereinek működéséről.

A NASA azokra is gondolt, akiket nem érdekelnek a kommentárok és miniinterjúk, csak a JPL vezérlőtermének izzadó mérnökeit szeretné nézegetni. Ők ezen a linken találják a sallangmentes, és persze kicsit unalmasabb élő videót.

A NASA Donald Trump által kinevezett vezetője, Jim Bridenstine is nagyon izgatott már, erről egy bizonyító erejű felvételt is posztolt, biztos, ami biztos:

Bár a két MarCO miniműhold közül az egyik a korábbi hírek szerint szivárogtatta az üzemanyagát, a szakemberek most azt mondják, mindkettő tökéletes egészségnek örvend, így jó eséllyel bevethetők lesznek a landolás utáni adattovábbításban.

A bolygóközi utazáshoz a NASA egy Startracker nevű szoftvert is használt, amely a csillagok helyzete alapján navigált. Ezt most kikapcsolták, hiszen már nincsen rá szükség, és az út végére átálltak a Nav2 nevű navigációs szoftverre. Néhány perc múlva az InSight leválik a hordozóegységről.

20:42: Az InSight levált a szállítóegységről, most fordítja a hőpajzsát a légkör felé. Hamarosan belép a Mars légkörébe. A kapcsolat rövid időre megszakadt a szondával, de ez természetes, mert most álltak át a magán a szondán található UHF, vagyis ultra magas frekvenciájú jeladóra.

Közben úgy tűnik, a MarCO miniszondák valóban működnek és szépen küldik az adatokat.

20:47:  Az InSight sikeresen belépett a Mars légkörébe.

20:49: Most jár az útja legforróbb szakaszán a szonda, a hőpajzsnak közel 1600 Celsius-fokos hőt kell kiállnia.  

20:51: Az InSight kiengedte az ejtőernyőjét is, majd ledobta a hőpajzsot.

20:53: A lábait is kiengedte, majd működésbe lépett a radar.

Eddig minden a legnagyobb rendben ment, az InSight sikeresen megérkezett a Marsra. Hamarosan megérkezik az első jel közvetlenül a szondáról is, és láthatjuk az első általa készített marsi fotót is. Nagy az öröm a NASA JPL központjában.

20:59: Újabb üdvrivalgás, befutott az első fotó, persze még nyersen és a szükséges utómunka előtt, de pontosan úgy, ahogy a NASA mérnökei is megkapták az InSighttól, frissen-ropogósan:

Rob Manning vezető mérnök szerint a landolás úgy nézett ki, ahogy a legszebb álmaikban elképzelték.

 Jim Bridenstine NASA-főnök épp arról beszél, hogy a landolás után másodpercekkel csörgött a telefonja, Mike Pence alelnök hívta, hogy gratuláljon a sikerhez. Pár perccel később Pence Twitteren is gratulált.

Így nézett ki a visszaszámlálás élőben:

Az InSighttal együtt több mint 2,4 millió ember neve is megérkezett a Marsra. A NASA ugyanis lehetővé tette, hogy bárki beküldje a nevét, amely aztán rákerült egy mikrocsipre a szonda fedélzetén. Először 1,6 millióan éltek a lehetőséggel, de a nagy sikerre való tekintettel a NASA nyitott egy második kört is, ahol még 800 ezren csatlakoztak – köztük az Index űrügyi főfelelőse, Nagy Attila Károly kollégánk, ezúton is gratulálunk neki a sikeres landoláshoz!

Most jön még csak a java

A kutatók még nagyon várják a landolással kapcsolatos további adatokat a Marsról, főleg arra kíváncsiak, hogy a szondának energiát biztosító két napelempanelt sikerül-e rendben kinyitnia. Ha igen, akkor tekinthető teljes sikernek a mai nap. (De ahogy fentebb is írtuk, ez csak magyar idő szerint hajnalban fog kiderülni.) Aztán jön a nagygenerál, végig kell nézni, hogy minden műszer és szenzor sértetlenül túlélte-e a manővert. Ha ez is megvan, a szonda elkezdheti majd kipakolni a műszereket, hogy elkezdődhessenek a mérések.

Már a napokban is várhatók újabb fotók és más adatok, de a szeizmikus mérések és más tudományos szempontból igazán fontos eredmények jövő márciustól várhatók.

Természetesen ezekről is be fogunk számolni, de a közvetítésünket most lezárjuk, köszönjük, hogy velünk tartottak a Marsra.

Frissítés: Működésbe léptek a napelemek

Magyar idő szerint kedd hajnali fél három körül, a bolygó körül keringő Mars Odyssey szonda közvetítésével megérkezett az InSight jelzése arról, hogy sikerült kinyitnia a két napelempanelt és azok működésbe is léptek.

Az InSight ezen kívül egy képet is küldött, amelyet a robotkarjára szerelt kamerával lőtt. Ennek a kamerának a képei alapján fogják tudni követni a földi irányítók, hogy a robotkar által elhelyezett műszerek rendben vannak-e, de ez az első kép még inkább arról tanúskodik, hogy az InSight valóban elfoglalta helyét az Elysium Planitia síkságán:

Dolga végeztével a MarCO B miniműhold is készített még egy búcsúfotót a Marsról, amelyet a NASA JPL meg is osztott Twitteren.

(Borítókép: Az űrszondát szállító hordozórakéta a kilövés előtt Május 4-én. - fotó: Bill Ingalls / AFP)