Űridőjárás-szolgáltató nagyhatalommá válhatunk

Az MTA Energiatudományi Kutatóközpont vezetésével most induló projekt megnyithatja az utat egy minden eddiginél pontosabb űridőjárás-előrejelző rendszer kiépítése felé. A Masat-1 után újra magyar műhold készül az űrbe – írja honlapján az MTA. Magyarország 2018-ban felbocsájtja második műholdját. A projektet az Európai Űrügynökség (ESA) támogatja, és ha minden jól megy, e fejlesztés nyomán pár év múlva Budapest megkerülhetetlen adatforrás lesz minden valamire való szerkezet űrbe bocsátásánál.

Nincs még elég pontos űridőjárás-mérés

Az űrben a legváltozatosabb irányokból, és legfőképpen a Napból nagy energiájú részecskék érkeznek, melyek alig várják, hogy átadják ezt a bizonyos nagy energiát valaminek, ami az útjukba kerül – legyen az műhold, űrállomás vagy egy űrsétáló űrhajós. Földünk két védőrendszerrel is gondoskodik arról, hogy mi ebből itt, a felszínen semmit ne érezzünk. A belső pajzs maga a légkör: a nagy energiájú részecskék a levegő molekuláival ütköznek – az ilyen ütközéseknél keletkező fotonok adják a sarki fényt. A második, külső pajzs a Föld mágneses tere, mely szépen eltereli az elektromosan töltött részecskéket (főként protonokat, elektronokat és alfa-részecskéket, vagyis héliumatommagokat). E mágneses terelés miatt érkeznek ilyen részecskék nagyobb számban a légkörbe a Föld északi és déli pólusánál.

Ha viszont bármit kiküldünk az űrbe, ezek a természetes védelmi rendszerek részben vagy egészben felmondják a szolgálatot. Ráadásul, mivel egyre több és egyre kifinomultabb elektronikus eszközt használunk, az erősebb kozmikus sugárzás – például egy napkitörés után – ezekre már itt a Föld felszínén is káros hatással lehet.

A Föld körül keringő műholdakat, az űrhajósokat és a felszínen működő elektronikai rendszereket felkészíthetnénk a veszélyekre, ha egyrészt előre látnánk, mikor mekkora kozmikus sugárdózisra számíthatunk (ez az űridőjárás), másrészt pontosan ismernénk a Föld mágneses mezőjének finomszerkezetét. A meglepő az, hogy jóllehet számos ilyen céllal készült földfelszíni, ballonos és műholdas mérőeszköz működik, nincs egy olyan átfogó rendszer, amely teljes képet adna arról, hogy mi zajlik az űrben a Föld közvetlen környezetében.

A Masat-1 utódja lehet a megoldás

Az MTA Energiatudományi Kutatóközpont és az első magyar műhold, a Masat-1 fejlesztésében részt vevő C3S Kft. munkatársai rájöttek, hogy a CubeSat szabvány – néhány 10x10x10 centis kockából összerakott apró műholdacskák – nagyszerű alapot teremthet egy űridőjárás-mérő rendszer számára. Az egy liter térfogatú Masat-1 után egy hasáb alakú, három masatnyi űreszközt terveztek, melyben a kozmikus sugárzás és a mágneses tér mérésére alkalmas műszerek kapnak helyet.

Ha a 2018-as próbaüzem sikeres lesz, egy egész rajnyit bocsátanak majd fel belőle különféle, jól meghatározott pályákra, így létrejön egy, a Föld környezetében sugárzást és mágneses teret eddig nem látott pontossággal, ráadásul valós időben mérő rendszer, mely már nevet is kapott: ez a Cosmic Radiation mOnitoring Satellite System, vagyis a CROSS.

A projekt finanszírozása saját külön költség nélkül, a rendes ESA-tagdíjunk terhére valósulhat meg. Az Európai Űrügynökségben Magyarországot képviselő Magyar Űrkutatási Iroda ugyanis tagságunk első évében sikerrel pályázott a megvalósításra. 2016 májusában a műszereket hordozó prototípus, a RADCUBE fejlesztése kezdődik meg. Ez a kis hasáb kerül majd ki az űrbe 2018 végén, fedélzetén a RadMag nevű mérőeszközzel. Ha ekkor minden rendben zajlik, ezután összeállhat a legalább száz RADCUBE-ból álló flotta, amely összességében képes lesz jól használható, valós idejű adatokat adni a Föld körüli sugárzási viszonyokról és mágneses térről.

De mire is lesz ez jó?

• Ha a rendszer megvalósul, az adatközpont minden bizonnyal Magyarországon üzemel majd, így mi lehetünk a legjelentősebb űridőjárás-szolgáltató a világon.
• A kis műholdak viszonylag olcsón feljuttathatók az űrbe – eddig a CubeSatek nagyobb rakományok részeként utaztak, de tervben van olyan projekt is, amely kifejezetten ilyen apró műholdak különféle pályákra állítását célozza.
• A CubeSat-ipar fellendülőben van, egyre többen jönnek rá, hogy ez a szabvány nem csak egyetemi demonstrációs projektekre jó, hanem az ilyen műholdak hasznot is hajthatnak gazdáiknak.
• A műhold alapvetően két részből áll: az MTA EK adja a mérőműszereket, a C3S Kft. a CubeSat platformot. Mivel mind a műszerek, mind a platform más projektekben is használható, a CROSS rendszeren kívül is kapósak lehetnek az űriparban.
• Az űreszközöket – épp a Föld körüli mágneses mező hiányos ismerete miatt – jócskán túlbiztosítják a kozmikus sugárzás hatásai ellen. Ha egy ilyen átfogó mérési rendszer pontosabb képet ad arról, hogy hol, mikor és mennyi sugárzás ér egy űrbeli tárgyat, az űreszközök pályára állítási folyamata megtervezhető úgy, hogy a lehető legkevesebb sugárzást kapja. A pontos mérésekkel elkerülhető a felesleges túlbiztosítás – ez pedig egy-egy eszköz esetén is dollármilliókat jelent.
• A Föld mágneses terének eddiginél jóval részletesebb feltérképezése fontos adatokkal szolgálhat annak vizsgálatához, hogy vajon esedékes-e egy pólusváltás. A Föld mágneses pólusai néhány tízezer-százezer évente helyet cserélnek. A legutóbbi ilyen esemény 780 ezer éve történt, és ezalatt a mágneses mező erőssége 250 évig az eredeti 5 százaléka volt. Ha bekövetkezne a pólusváltás, az a műholdjainkra is nagy hatással lenne.
• A CROSS rendszer felületet ad arra, hogy az MTA EK folytassa a sugárzásmérési fejlesztéseit. Az ő harmadik generációs Pille műszerük működik a Nemzetközi Űrállomáson is.
• A kozmikus sugárzás jobb megismerése segíthet a későbbi, hosszabb távú emberes űrutazások és a távlati tervekben szereplő holdbázis megtervezésében, hiszen az ilyen programok egyik legnagyobb kihívása a sugárvédelem.