RadioAstron (1. rész: A feltámadás előtt)

Az orosz rádiócsillagászati műhold tervezése még az 1980-as években kezdődött. Most úgy tűnik, hogy jövőre végre el is indulhat a program.

A start késése az űrprogramok esetében nem meglepő dolog. Az előkészítés közben felmerülhetnek technikai problémák, de a halasztás leggyakoribb oka mégis a pénzhiány. Ez történt a még a szovjet időkben elkezdett űr-VLBI programmal, a RadioAstronnal is. (A műhold nevét az elterjedt latin betűs – angol – átírással használjuk a magyar nyelvtani szabályok szerint helyes Ragyioasztron helyett.) A program ebben az esetben mégis szokatlanul hosszúra nyúlt: az első hivatalosan kitűzött startdátum 1991 volt, jelenleg 2009 negyedik negyedévére ígérik a műhold pályára állítását. Cikksorozatunkban röviden összefoglaljuk a műhold kutatási célját és módszerét, a projekt történetét, a terveket, és kitérünk a hazai részvételre is.

A VLBI (Very Long Baseline Interferometry, nagyon hosszú bázisvonalú interferometria) egy olyan rádiócsillagászati megfigyelési technika, amelyben több, egymástól távol elhelyezett rádiótávcső adatait kombinálják. A cél a műszer méreteinek megnövelése. Erre azért van szükség, hogy még nagyobb szögfelbontást érjenek el, vagyis még finomabb részleteket tanulmányozhassanak az égi rádióforrásokon. A VLBI-antennák közti távolságot (a bázisvonal hosszát) a Földön maga a bolygó mérete korlátozza. A felbontás további növelésére úgy nyílik mód, ha a hálózat egyik elemét egy műholdra helyezzük. Ez az űr-VLBI. Az első, kifejezetten erre a célra készült űreszköz a japán HALCA volt, amelyet a VSOP program keretében 1997-ben állítottak pályára. (Korábbi, a témával részletesen foglalkozó cikkeinket ld. a lap alján. - A szerk.)

Az űr-VLBI célpontjai fényes, kompakt (vagyis kis tartományból nagy teljesítménnyel sugárzó) rádióforrások. Ilyenek az aktív galaxismagok (kvazárok), a mézerek (a lézerekhez hasonló fizika elven, de a rádiótartományban működő források) és a pulzárok (forgó, periodikus rádióimpulzusokat kibocsátó neutroncsillagok). Ezeknek a kutatásával számos asztrofizikai problémára kereshetjük a választ: milyen a szupernagy tömegű fekete lyukak közvetlen környezete, mi a forrásokból eredő rádiósugárzás eredete, hogyan fejlődtek a kvazárok az univerzum történetének különböző szakaszaiban, hogyan lehet ezeket az objektumokat a kozmológiai modell meghatározására használni. A napjainkban különösen népszerű kutatási témák (sötét anyag, sötét energia, gravitációs fizika, gamma-kitörések, a nagyenergiájú kozmikus sugárzás forrásai) mind-mind szerepelnek a tudományos célok között.

Nem túlzás azt állítani, hogy a negyed évszázados RadioAstron projekt kezdetekor a magyaroknak fontos „katalizátor” szerep jutott. A 70-es és 80-as éveket a hidegháború korszaka jellemezte. A VLBI azonban – globális jellege miatt – egyáltalán nem működhet összefogás nélkül. Magyarország volt az egyik olyan alkalmas hely, ahol a szovjet és a nyugat-európai, illetve amerikai szakemberek együtt szőhették a terveiket és alakíthatták ki szoros szakmai együttműködésüket. A projekt korai szakaszában szó volt arról, hogy a KFKI RMKI – hasonlóan más sikeres szovjet űreszközökhöz – a RadioAstron fedélzeti műszereinek építésében is részt vesz. A rendszerváltás, a korábbi hivatalos kapcsolatok felbomlása, átalakulása idején ez a terv végül meghiúsult. A tudományos alkalmazások területén is aktívak voltunk, Fejes István (Földmérési és Távérzékelési Intézet, Kozmikus Geodéziai Obszervatórium; FÖMI KGO) sokáig részt vett a RadioAstron nemzetközi tudományos tanácsadó testületének munkájában.

(Fantáziakép: Űrcsillagászati Központ, Lebegyev Fizikai Intézet)

A RadioAstron eredeti terveiben egy 10 m átmérőjű rádióteleszkóp földtávolban 70 ezer km magas, 24 óra keringési periódusú pályára állítása szerepelt. A földi rádiótávcső-hálózatokkal együttműködve négy frekvenciasávban (327 MHz, 1,6 GHz, 4,8 GHz és 22 GHz) végzett volna méréseket, megtöbbszörözve a csak a földi teleszkópokkal elérhető szögfelbontást. Hogy a nemzetközi együttműködés nem csak üres szólam volt, arra álljon itt néhány példa. A NASA követőállomás-hálózatának (Deep Space Network, DSN) helyszínein (USA, Spanyolország, Ausztrália), valamint az egyesült államokbeli Green Bankben létesültek volna a mérési adatok vételére szolgáló antennák. A fedélzeti rádiócsillagászati vevőberendezések India, Ausztrália, Hollandia és Finnország intézeteiben készültek el. Magyarországon, a FÖMI KGO-ban kifejlesztettünk egy űr-VLBI szimulációs programot, amellyel többek közt az orosz szoftver eredményeinek független ellenőrzésében is részt vettünk. (A programunkat később jórészt a megvalósult japán HALCA űr-VLBI holddal végzendő megfigyelések tervezésére használtuk.)

Hiába készítették el és szállították le a nemzetközi partnerek a berendezéseket, a műhold csak nem tudott elkészülni... Hiába történt meg minden előkészület a globális követőállomás-hálózat és az együttműködő földi VLBI antennák idejének biztosítására, a RadioAstron nem indulhatott el. (Szerencsére az erőfeszítések nem vesztek kárba, mert a később kezdődött, de végül sokkal hamarabb megvalósult japán űr-VLBI holdnál hasznosíthatók lettek.)

(Folytatjuk!)

Kapcsolódó cikkek:
Űr-VLBI (1. rész) – születésnap!
Űr-VLBI (2. rész) – mire jó ez?
Űr-VLBI (3. rész) – magyar eredmények
Űr-VLBI (4. rész) – második generációs programok
Csendben „kimúlt” egy űrcsillagászati hold
Mikro-ívmásodperces felbontás felé (1. rész)
Mikro-ívmásodperces felbontás felé (2. rész)
RadioAstron (2. rész: A program átalakulása)
RadioAstron (3. rész: Start 2009-ben!)