Kinyíltak az antennák
(Rovat: Távoli világok kutatói, Kína a világűrben , Űrcsillagászat Európában - 2019.12.04 07:15.)

Megkezdődhet a holland–kínai kísérlet az univerzum „sötét korszakából” származó rádiósugárzás detektálására.

A Hold túlsó oldala felett, a Föld–Hold-rendszer külső Lagrange-pontja környékén keringő kínai Csüecsiao (Queqiao) űrszonda elődleges feladata a Csang'e-4 (Chang'e-4) holdi leszálló szondával való kommunikáció biztosítása. Mivel a Csang'e-4 – az űrkutatás történetében először – a Holdnak a Földről sosem látható oldalán szállt le majdnem egy évvel ezelőtt, 2019. január elején, a közvetlen összelátás nem biztosítható az űreszköz és a földi irányítók között.

Most, hogy a Csang'e-4 és a Jütu-2 (Yutu-2) rover még mindig rendben működik és legfontosabb küldetésüket már végrehajtották, sort kerítettek a Csüecsiao fedélzetén elhelyezett önálló tudományos kísérlethez szükséges antennák kinyitására. A még 2018 májusában felbocsátott adatátjátszó szonda alapvető szerepet játszik a Csang'e-4 holdprogramban, ezért eddig nem kockáztattak vele kapcsolatban. Most viszont eljött a holland–kínai együttműködésben készült NCLE (Netherlands–China Low-Frequency Explorer) kísérlet ideje is.

A Csüecsiao fedélzetén készült fényképsorozat az NCLE kísérlethez szükséges egyik 5 m hosszú antenna kinyitását mutatja. (Kép: Marc Klein Wolt / Radboud Egyetem)

A november 27-én kinyitott három antenna segítségével a nagyon korai világegyetemet kitöltő atomos hidrogéngáz rádiósugárzását kísérlik meg detektálni. A hidrogén atomokra a 21 cm-es hullámhosszon (1,42 GHz frekvencián) észlelhető színképvonal jellemző. Ennek a létezését elméleti úton a második világháború idején jósolták meg Hollandiában, és az 1960-as években sikerült először kimutatni földi rádiótávcsövekkel. A hidrogén rádiósugárzását azóta számos fontos csillagászati mérésre használják, segítségével felmérhető például saját galaxisunk, a Tejútrendszer, illetve távolabbi galaxisok szerkezete, spirálkarjai, meghatározható a forgási sebességük.

Az NCLE célja ugyanennek a színképvonalnak a megfigyelése, csak az univerzum nagyon távoli múltjából. Még az első csillagok és galaxisok kialakulását megelőző „sötét korszakban” a teret a főleg hidrogén atomokból álló gáz töltötte ki. Az univerzum tágulása miatt a színképvonalak hullámhossza vöröseltolódást szenved, vagyis a mai megfigyelő számára megnövekedik. Ez nem csak a látható fény tartományában igaz, hanem a rádiótartomány színképvonalaira is. Ha tehát a nagyon távoli múltba tekintenénk vissza, a frekvencia olyannyira lecsökken, hogy a földi ionoszféra már nem engedi eljutni a sugárzást a felszíni rádiós műszerekig. Ilyen mérések így a világűrből végezhetők, és a Hold túloldala felett keringő – a földi eredetű rádiózajtól már elég messze levő – Csüecsiao kiváló platformot szolgáltat egy úttörő jellegű kísérlethez. Ugyanakkor a hely még így sem tökéletesen mentes a zavaró interferenciától. Hosszabb távon a Hold túlsó oldalára, a felszínre volna érdemes ilyen rádiós megfigyelőrendszert telepíteni – az NCLE ennek előkísérleteként is felfogható.

(Kép: Radboud Egyetem)

Nyilván nem csak a pozíció, hanem egy távközlési céllal épült űreszköz fedélzete sem ideális helyszín az ősi világegyetem igen gyenge rádiósugárzásának detektálására. Ezért a kísérletben azt is mérik, hogy milyen zavaró interferenciára kell számítani ilyen körülmények között. A berendezés az 1 és 80 MHz közötti tartományban a legérzékenyebb. A két héten át tartó holdi éjszakák mindenesetre a rádiócsillagászokat segítik majd, hiszen olyankor biztosan szünetel a kommunikáció a Csang-e'4 leszállóegységgel.

Az NLCE elvileg hároméves működésre készült, de ennek nagyjából a felét már felemésztette az az idő, amíg az antennákat végül kinyitották. A Csüecsiao űrszonda névleges élettartama viszont 10 év, így nem kizárt, hogy a tudományos kísérlet is folytatódhat. Az sem teljesen lehetetlen, hogy ha esetleg már nem kell adatátjátszással foglalkozni, akkor a pályáját is úgy alakíthatják, hogy legalább ideiglenesen tényleg a Hold árnyékában keringjen.