Leszállás a Titanon (1. rész)

Egy magyar fordításban több mint húsz éve (!) megjelent cikk újraközlésével mutatjuk be, hogyan tervezték a szakemberek a Titanra való leszállást akkoriban.

Az űrkutatók egy-egy űrszonda megtervezésével kapcsolatban gyakran említik a már-már mágikusnak tűnő 10 éves időtartamot. Ennyi idő kell, míg az ötlet felmerülésétől, a megtervezésen át, végül elindulhat az űrszonda. Az 1997-ben indított Huygens európai Titanra szálló egység esetében más a helyzet. Az alábbiakban Byron L. Swenson (NASA, Ames Kutatóközpont) cikkét olvashatják, amely magyar nyelven az 1984-es Asztronautikai Tájékoztatóban jelent meg. – Horvai Ferenc

A Titan felszínét teljesen elfedi egy aeroszolos pára, amelyről feltételezik, hogy szerves összetevőkből áll. Amit a Titanról tudunk, az vagy az elmúlt tíz év során végzett földi megfigyelésekből, vagy a Voyager-1 1980 novemberi, a Titanhoz közeli repüléséből származik. A Voyager-1 az atmoszférát ibolyántúli és infravörös fényben figyelte meg, és rádiójelzésekkel vizsgálta a felszínt. A mérések arra mutatnak, hogy a Titan igen kiterjedt atmoszférával rendelkezik, amelynek a felszíni nyomása 60%-kal magasabb, mint a Földön a tengerszinten.

Az áthatolhatatlan, vastag narancsszínű köd miatt a felszínről nem tudunk megfigyeléseket eszközölni. Ennek ellenére a kémiai elméleti modellek és atmoszferikus termodinamikai eljárások arra engedték következtetni a tudósokat, hogy a Titant több kilométer mélységű folyékony etán (C2H6) és metán (CH4) globális óceánja borítja, ami kb. –180 °C hőmérsékletű.

E nehezen bizonyítható feltételezések a Titanról nagy jelentőséggel bírnak abból a szempontból, hogy a bolygó atmoszférájának, felhőzetének és felszínének struktúráját és összetételét megérthessük. Mi a NASA Ames Kutatóközpontjában, mások a Jet Propulsion Laboratóriumban megkezdték a részletes tanulmányokat a Titan feltárásának következő lépéseihez.

Arra összpontosítottunk, hogy olyan műszert juttassunk az atmoszférájába, amely méréseket hajtana végre lassú leszállása folyamán, és még a felszínen is információkat gyűjtene rövid időn, kb. 10 percen keresztül. A mérések eredményeit a műszert a Titanra szállító űreszköz továbbítaná a Földre. Ugyanakkor – az át nem látszó ködön és felhőn keresztül – az egységen elhelyezett radar megfigyelné és feltérképezné a felszínt. A szállító űrszonda olyan Szaturnusz körüli pályára állítható, amelyen többször megközelítené a Titant, hogy felszínének zömét radarral feltérképezze.

A Titant kutató műszer útja a Földtől kb. négyéves repülési időt vesz igénybe, ha a szállító űrszonda egyszerűen átrepül a Szaturnusz rendszerén. Ha a szonda Szaturnusz körüli pályára áll, akkor nagyobb hajtóműrendszerre lesz szüksége, és ekkor kb. 8 évig tart az út a rendeltetési helyig. Amikor a szállító, valamint a kutatóegység megközelíti a Szaturnuszt, a Titan helyzetét felmérő optikai megfigyeléseket és az űreszköz rádió bemérését fogják felhasználni arra, hogy a kutató- és a szállító egység kombinációját a megközelítő pályára vezényeljék. E megközelítés előtt 10 nappal a kutató rész megkezdi stabilizációs forgását, ami percenkénti 60 fordulat körül lesz, és leválik a szállító egységről. A szállító egység ekkor megfordul és lelassul, hogy elkerülje a Titant kb. 2000 kilométerrel, és hátramarad, hogy a kutatóegységnek a felszínre történő leszállása során közvetíteni tudjon. Amikor a kutatóegység áthatol a felhőkön és ködön, a légellenállás hatására lelassul, és kibocsátja az ejtőernyőre erősített műszeres kapszulát. A műszerek azonnal elkezdik az atmoszféra vizsgálatát, és a mérési eredmények a szállító űrszondán keresztül kerülnek továbbításra. A szerves anyagú ködréteg felső szintjén akarjuk elkezdeni a méréseket – legalább 200 kilométerrel a felszín felett – így a kutatóegységet oly módon tervezik, hogy az nagy magasságban kezdje meg a lassulást, kihajtható fékező szárnyfelülettel. A henger alakú leszálló kapszula tartalmazza a műszereket, az adatokat feldolgozó berendezéseket, az energiaforrást, az ejtőernyőket, rádióadó-berendezést. A kapszula körül helyezkedik el az esernyőhöz hasonló, fékező kúp, ami grafitszál erősítéssel készül, hogy ellenálljon az atmoszférikus súrlódáskor keletkező hőnek.

Byron L. Swenson (NASA Ames Research Center)

(folytatjuk)

Kapcsolódó cikkek:
Leszállás a Titanon (2., befejező rész)