A TGO már látja a Marsot
(Rovat: ExoMars, Űrszondák a Marsnál , Hazai kutatóhelyek és űripar - 2016.12.01 07:15.)

A bolygó körül nemrég pályára állt űrszonda első adatai biztatóak. A fedélzeti kamerarendszer (CaSSIS) fontos magyar vonatkozással is rendelkezik!

Az ESA és a Roszkoszmosz közös ExoMars 2016 programjának keringő egysége, a Trace Gas Orbiter (TGO) űrszonda október 19-én érkezett a vörös bolygóhoz. Igen elnyúlt pályára állt, amelynek priódusa 4,2 nap. A Marstól távoli pontban 98 ezer km-es távolságba jut a felszíntől. A pálya marsközelben viszont 230–310 km magasságban húzódik, ami kitűnő lehetőséget ad a felszín nagy felbontással történő fényképezésére. Az ESA által elsőként nyilvánosságra hozott TGO képek is ebben a pályaszakaszban készültek. November 20–28. között kezdődött az űrszonda négy nagy tudományos műszeregyüttesének tesztelése, kalibrálása. Az első pályáról származó mérési adatokból és képekből adunk mi is ízelítőt az alábbiakban.

A TGO tudományos berendezéseinek tesztjei (szaggatottal) és első mérései (folytonos görbe) a pálya különböző szakaszain. A színek a kipróbált fedélzeti műszereket jelölik, az alsó jelmagyarázatnak megfelelően (a rövidítések feloldása megtalálható a cikkben). A kékkel ábrázolt FREND folyamatosan mért. (Kép: ESA)

A TGO pályáját fokozatosan úgy alakítják ki, hogy a szonda közel körpályán, 400 km körüli magasságban keringjen a bolygó körül. Így a mostani tesztadatok és -képek ízelítőt adnak abból, amire a rutinszerű tudományos mérések beindulása után számíthatnak a kutatók. A TGO legfőbb tudományos célja a Mars légköre összetételének pontos megmérése, különösen a csak nyomokban előforduló gázok kimutatása, előfordulásuk térbeli és időbeli változásának megismerése. Ezek a gázok a bolygólégkör kevesebb mint 1%-át alkotják. Ilyenek például a metán, a vízgőz, a nitrogén-dioxid és az acetilén. Közülük a legnagyobb érdeklődéssel a metánra vonatkozó adatokat várják, hiszen ez a gáz a Földön elsősorban biológiai aktivitás eredményeképp keletkezik, kisebb mértékben pedig geológiai (hidrotermális) folyamatok révén kerül a légkörbe.

A légköri összetétel mérésére szolgáló két színképelemző műszer közül az ACS (Atmospheric Chemistry Suite) a Mars atmoszférájában meghatározó szén-dioxidra koncentrált. A másik, a NOMAD (Nadir and Occultation for Mars Discovery) a vízgőzt vizsgálta a tesztmérések során. Bebizonyosodott, hogy nagy érzékenységgel képesek spektrumok felvételére.

A NOMAD által felvett színképek november 22-én készültek a Mars légköréről. A felső infravörös spektrumon a vízgőztől származó elnyelési vonalakat jelölték meg. Az alsó, ultraibolya és látható tartományban készült színképen a Nap fényében megjelenő vonalakat azonosították. Gondos kalibráció után később ezeket eltávolítják, hogy előtűnjenek magára a légkörre jellemző színképvonalak. A Mars bolygónak természetesen nincs saját fénye. A NOMAD kétféle módon végzi méréseit. Egyrészt a bolygófelszínről visszaverődő napfényt elemzi, benne a légköri összetevők jellegzetes elnyelési vonalait keresve. Másrészt a légkör napsütötte peremén szóródó fényt vizsgálja. (Kép: ESA / Roscosmos / ExoMars / NOMAD / BISA / IAA / INAF / OU)

A TGO fedélzetén működő neutrondetektor (Fine Resolution Epithermal Neutron Detector, FREND) a bolygófelszín felől érkező neutronokat méri. Ezek a kozmikus sugárzás nagyenergiájú részecskéinek a talaj felső rétege anyagába csapódásakor keletkeznek, és árulkodnak a felszín alatti vízjégről. A FREND méréseiből hosszú idő után lesznek statisztikailag is értelmezhető eredmények, de a műszer működőképes, a várakozásnak megfelelően több neutront detektált a Mars közelében, mint a pálya távolabbi szakaszain.

A közönség számára a legnépszerűbb mégis a CaSSIS (Colour and Stereo Surface Imaging System) műszer lesz, amellyel most 11 különböző tesztképet készítettek a november 22-i marsközelség idején. A TGO 235 km magasan repült el a Hebes Chasma nevű terület felett, a jól ismert Valles Marineris kanyonrendszertől kissé északra. Mivel a szonda később valamivel magasabban fog haladni a Mars körül, ezek a legjobb felbontású képei közé tartoznak majd.

Egy 25 km széles sávot mutató mozaik egy nagy vulkáni hegy (Arsia Mons) közeléből (Arsia Chasmata). (Kép: ESA / Roscosmos / ExoMars / CaSSIS / UniBE; mozaikolás: AutoStitch / University of British Columbia)

A CaSSIS kutatócsoportja előállította az első térhatású képet is a felvételek alapján, a Noctis Labyrinthus nevű régióról. Bár a képek már most is kitűnő minőségűek, a berendezés beüzemelése után még javulás várható. A svájci vezetéssel megépített CaSSIS kapcsán érdemes kiemelni, hogy a fedélzeti szoftverrendszer magyar fejlesztés, az SGF Kft-nél készült, méghozzá igen rövid idő alatt. A tesztmérések során a szoftver is kitűnően vizsgázott!

Az ExoMars TGO CaSSIS kamerájának sztereoképeiből készült első térbeli rekonstrukció. (Kép: ESA / Roscosmos / ExoMars / CaSSIS / UniBE)

A CaSSIS első méréseit szemléltető videó. (Forrás: ESA / Roscosmos / ExoMars / CaSSIS / UniBE)