Az ESA újabb tudományos programjai
(Rovat: Űrcsillagászat Európában, Távoli világok kutatói , Európai űrpolitika - 2017.08.04 07:15.)

Szabad jelzést kapott a gravitációs hullámokat kutató küldetés, folytatódik az exobolygókat kereső szonda fejlesztése.

Az Európai Űrügynökség (ESA) Tudományos Programbizottsága (SPC) júniusban tartott ülésén az ESA Cosmic Vision programjának nagy (L-class) tudományos küldetései sorozatának következő, harmadik tagjaként a LISA (Laser Interferometer Space Array) küldetés megvalósításáról döntött. A három űrszondából álló konstelláció feladata a gravitációs hullámok detektálása lesz. (A Cosmic Vision program első két L-osztályú küldetése a 2022-re tervezett JUICE és a 2028-ban induló Athena; a LISA a 30-as évek közepén indulhat.)

A LISA küldetés feladata a gravitációs hullámok észlelése lesz. A gravitációs hullámok létezését Einstein általános relativitáselmélete jósolja meg, kimutatásuk azonban csak 2015 szeptemberében sikerült első ízben a földi LIGO detektorral. A gravitációs hullámokat gyorsuló nagy tömegek bocsátják ki, például egymás körül keringő, és egymással egyesülő fekete lyukak. Ilyen esemény keltette a 2015 szeptemberében észlelt jelet is. Azóta két további esemény gravitációs hullámait sikerült felfogni.

A gravitációs hullámok egyik lehetséges forrása: egymás körül keringő, végül egyesülő fekete lyukak, amelyek az elszenvedett hatalmas gyorsulásuk következtében kimutatható mértékben torzítják a tér struktúráját. (Kép: ESA / C. Carreau)

A LISA sikeres működéséhez, vagyis a gravitációs hullámok világűrben történő kimutatásához a közelmúltban véget ért LISA Pathfinder küldetésében próbálták ki a szükséges technológiákat. A küldetés lényege, hogy a gravitáció kivételével minden külső erő hatásától elszigetelt, vagyis tökéletesen pontosan tehetetlenségi pályán mozgó próbatestek viselkedését figyelik. Ebben az esetben kimutathatók a mozgás rendellenességei, amelyek olyankor lépnek fel, amikor a tovahaladó gravitációs hullámok parányi változást idéznek elő a tér szerkezetében. Ez a torzulás azonban egymillió kilométer távolságon is csak néhány billiomod méter, ami azt jelenti, hogy ilyen pontossággal kell folyamatosan mérni a próbatestek távolságát.

A LISA koncepciója: a három műhold kötelékben kering a Nap körül, miközben lézerekkel folyamatosan rendkívül pontosan mérik egymástól való távolságaikat. (Kép: AEI / Milde Marketing / Exozet)

A LISA küldetés három űrszondája egymástól 2,5 millió km távolságban, egy szabályos háromszög csúcsaiban, a Földével megegyező pályán kering majd a Nap körül. A küldetés mostani kiválasztását követően kezdődhet a részletes technikai és pénzügyi tervezés, majd a részletes tervek jóváhagyása után épülhetnek meg a szondák. A LISA startját 2034-re tervezik.

Már ezt a második jóváhagyást kapta meg a Tudományos Programbizottság ugyanezen ülésén az exobolygókat kereső és a csillagok oszcillációit vizsgáló Plato (Planetary Transits and Oscillations of stars) program. A Cosmic Vision program közepes (M-class) küldetései közé tartozó Plato az előzetes jóváhagyást 2014. februárban kapta meg, a mostani szabad jelzés viszont a tervezés befejezését és az építés kezdetét jelenti. A 2024-re tervezett indítását követően a szonda az égbolt nagy területén fényes csillagok ezreit fogja megfigyelni. Egyrészt keresik azokat az apró elhalványodásokat, amelyeket a csillagok esetleges bolygóinak a csillag előtti átvonulása okozhat. Ezen belül elsősorban a Földhöz hasonló méretű és az úgynevezett szuperföldek kategóriájába tartozó exobolygókat fogják keresni, amelyek a Naphoz hasonló csillagok körül, azok lakható zónájában keringenek. Eközben csillagszeizmológiai vizsgálatokat is végeznek, hogy meghatározzák a csillagok tömegét, átmérőjét és korát. A Plato a Nap–Föld-rendszer L₂ Lagrange-pontjában, a Földtől mintegy 1,5 millió km-re (a Nappal ellentétes irányban) fog dolgozni. A Cosmic Vison első két M osztályú űreszköze a 2018-ban induló Solar Orbiter és a 2020-ban pályára álló Euclid űrtávcső, ezeket követi harmadikként a Plato.

Idealizált fantáziarajz a Plato küldetés célpontjairól, a Naphoz hasonló csillagok körül keringő, a Földhöz hasonló bolygók sokaságáról. (Kép: ESA / C. Carreau)

A Tudományos Programbizottság jóváhagyta a Proba–3 küldetés megvalósítását. A küldetés két műholdja egymástól 150 méter távolságban, kötelékben repülve koronagráfként működik majd, vagyis az egyik műhold rendszeresen eltakarja a másik elől a fényes napkorongot, hogy annak műszerei a Nap légkörének legkülső rétegét, a napkoronát vizsgálhassák. A Proba–3 startját 2019-re tervezik. A Bizottság egyetértett azzal, hogy az ESA részt vesz a Japán Űrügynökség (JAXA) tavaly röviddel a start után tönkrement Hitomi küldetésének pótlására készülő XARM megvalósításában.

Fantáziarajz a Proba–3 kötelékben repülő két műholdjáról, amint az egyik mesterséges napfogyatkozást idéz elő a másikról nézve. (Kép: ESA)