Légkörkutató CubeSatok
(Rovat: Kis űreszközök nagy szerepe - 2016.01.06 07:15.)

Van a Föld légkörének egy alig kutatható rétege. A drága műholdakat nem kockáztatják, olcsó CubeSatok seregének kamikaze küldetéseivel viszont megismerhető az alsó termoszféra. Talán.

A QB50 projekt keretében különböző egyetemi csoportok által épített, összesen 50 darab CubeSat kategóriájú műhold programját kívánják összehangolni. A program többek közt az Európai Unió 7. kutatás-fejlesztési keretprogramja anyagi támogatásával valósul meg. A programnak két nagy kihívással kell szembenéznie. Az egyik szervezeti, hiszen maguk a műholdak 27 ország közel 50 egyetemén, illetve intézményében készülnek. (Sajnos hazánk nincs az 50 ország között, bár például Románia és Görögország két-két műholddal is képviselteti magát, és lesz a rendszernek osztrák, cseh, litván és ukrán tagja is. Kétségtelen persze az is, hogy az egész vállalkozás sikerében egyelőre csak reménykedni lehet, tehát talán nem is katasztrófa kimaradni belőle. Ha viszont sikerül, akkor sajnálkozhatunk.)

A másik kihívás technikai természetű. A tudományos cél ugyanis a légkör legkevésbé ismert részének, az alsó termoszférának (kb. 200–380 km magasságáig) az alapos, tudományos igényű kutatása. A termoszférának ez a rétege a földről felszálló szerkezetekkel (repülőgépekkel, ballonokkal) már nem érhető el, a műholdak viszont nem képesek ilyen alacsonyra lejönni (200 km keringési magasság alatt a műholdnak már csak órái lehetnek hátra). Az űrügynökségek a drága műholdjaikat nem teszik kockára, így az alsó termoszféra kutatására még tervek sem nagyon voltak, inkább csak a nagyon elnyúlt pályán keringő műholdak merészkedtek le perigeumok környékén rövid időre ilyen alacsonyra – akkor sem elsősorban légkörkutatási céllal... Az olcsó CubeSatok viszont értékes mérési adatokat szolgáltathatnak, ha sikerül a megsemmisülésükkor a lehető legtovább működőképesen tartani a kis szerkezeteket. A CubeSat-hadsereg ezzel szemben hónapokon keresztül vizsgálhatja az alsó termoszférát.

A költséghatékonyság érdekében egyrészt egységesítik a műholdplatformokat, tehát azt nem kell mind az 50 résztvevőnek saját fejlesztéssel létrehoznia. Másrészt, ami még ennél is fontosabb, a műholdak készítői három szenzor valamelyikét választhatják a CubeSatjukra, hogy minél egységesebb adatsorok jöhessenek létre a küldetések eredményeképpen. Ezek az ionok és semleges részecskék mérésére készült tömegspektrométer (Ion-Neutral Mass Spectrometer, INMS), a fluxuspróba kísérlet (Flux-Φ-Probe Experiment) és a soktűs Langmuir-szonda (multi-Needle Langmuir Probe, m-NLP). Néhány olyan műhold is tartozik majd a rendszerhez, amelyik nem a szabványos műszereket viszi magával, hanem az QB50 technológiai előkísérleteit. Ezek egyike a Qarman.

A Qarman három egységes CubeSat a belgiumi Von Kármán Intézetben készül, a QB50 kísérletsorozat technológiai előkísérleteként. 2016-ban a Nemzetközi Űrállomásról tervezik indítani. A műhold tompa orrában helyezték el az érzékelők legtöbbjét. (Kép: ESA)

A Qarman (a QB50 rendszerhez tartozó CubeSat, azaz QubeSat légköri termodinamikai kutatásra és az anyaga elgőzölgésének a mérésére (QubeSat for Aerothermodynamic Research and Measurements on AblatioN) három egységes (3U) CubeSat, amelyet a belgiumi Von Kármán Intézet készít. A műhold légköri fékeződése, illetve megsemmisülése közben akarják a fellépő termodinamikai jelenségeket vizsgálni. A műholdat a légköri visszatéréskor az elgőzölgő hővédő rendszer fogja megvédeni a fellépő extrém hőmérséklet hatásától – már amennyire tudja. Hogy mennyire tudja, az éppen a kutatás egyik célja. A műhold oldalfalait is hasonló hővédő rendszerrel látják el, hogy az alrendszerek minél tovább működőképesek maradjanak.

A Qarman eltörpül az ESA ESTEC űrközpontjában a nagyobb űreszközök tesztelésére készült rádiófrekvenciás süketszoba hullámelnyelő tüskéi között. A fémfalú kamra belső felületét a rádióhullámokat elnyelő, különleges alakúra kiképzett szilárd hab borítja. A rádiófrekvenciás teszt azért különösen fontos, mert meg kell győződni arról, hogy a rendkívül hőálló szilícium-karbid panelek nem okoznak-e interferenciát. (Kép: ESA / G. Porter)