Hurrikánkutató műholdak az Astra rakétájával

A NASA megbízásából három indítás során hat TROPICS műhold állna pályára a még mindig kísérletinek számító hordozóeszközzel. A mostani volt a sorozatban az első – és sikertelen – start.

A TROPICS egy hosszú elnevezés (Time-Resolved Observations of Precipitation structure and storm Intensity with a Constellation of Smallsats) beszédes rövidítése, ugyanis a 3 egységnyi (3U, 10×10×36 cm méretű, 5,34 kg-os), CubeSat szabvány szerint épült műholdak a trópusi ciklonokban uralkodó körülményeket, a levegő páratartalmát, a csapadék mennyiségét, a tengerfelszín hőmérsékletét fogják mérni, méghozzá minden eddiginél sűrűbb időbeli mintavételezéssel.

Az Astra LV0010-es számú Rocket-3.3 rakétája az Amerikai Űrhaderő floridai Cape Canaveral bázisának 46-os starthelyén, az indításra várva. (Kép: Brady Kenniston / Astra)

A start időpontja június 12-én magyar idő szerint 19:43 volt. Az Astra a múlt hónapban szállította a helyszínre a rakétát kaliforniai üzeméből, majd statikus teszten próbálta ki az első fokozat öt hajtóművének működését. Mint emlékezetes, az Astrának voltak már sikeres indításai a Rocket-3.3 rakétával az alaszkai Kodiakból, de az eddigi egyetlen floridai startkísérletük idén februárban kudarccal végződött.

Nem sok hiányzott, hogy sikerüljön a mostani indítás. A rakéta második fokozata a két műholddal már a világűrben, kb. 500 km-es magasságban járt, de a fokozat mintegy 1 perccel a megszabott idő előtt leállt. Így végül nem érték el a Föld körüli pályára álláshoz szükséges sebességet. A rakétafokozat és a két CubeSat Floridáról keletre, az Atlanti-óceán fölött belépett a légkörbe és megsemmisült. Az Astra indításainak eddig sem fényes sikeraránya tovább romlott, most már 7-ből 2-nél járnak...

A mostani TROPICS-1 küldetés, amelynek során a rendszer első két műholdja került volna pályára, egy hármas sorozat része. A kis műholdak olcsó indítására szolgáló rakétát fejlesztő Astra a NASA megbízásából, 7,95 millió dolláros szerződés keretében vállalkozott a hat TROPICS CubeSat felbocsátására. Ha ez az üzleti modell beválna, megnyithatná az utat más, olcsó de kockázatos tudományos űrprojektek megvalósítása felé. Magának a programnak a teljes költségvetése nagyjából 30 millió dollár.

Az MIT (Massachusetts Institute of Technology) Lincoln Laboratóriumának kutatói által vezetett program célja, hogy megvizsgálja a hurrikánok környezetének alapvető termodinamikai tulajdonságait. Ezek összefüggésbe hozhatók a trópusi ciklonok erősségével, s talán lehetőséget adnak a fejlődésük – maximális erősségük és vonulási útvonaluk – pontosabb előrejelzésére is. Az időbeli fejlődés minél jobb megértése érdekében a lehető legsűrűbben szeretnék a méréseket végezni, ezért is készült hat darab az azonos műszerezettségű, egy mikrohullámú sugárzásmérővel felszerelt apró műholdakból. Az adott terület fölötti gyors visszatérési idő a legfontosabb tulajdonsága a küldetésnek. A pályákat úgy alakítják ki, hogy kb. egy óra teljen el két egymás után repülő műhold mérései között.

A hurrikánmegfigyelések fontosságáról és a TROPICS működéséről. A kávés csészéhez hasonlítható – tehát az eddig műholdakon használt hasonló méretű berendezéseknél sokkal kisebb, miniatürizált – mikrohullámú sugárzásmérő percenként 30-as fordulatszámmal pásztázza az alatta levő területet. Egy ilyen műszer felfér egy vekni kenyérével vetekedő méretű CubeSat fedélzetére, viszonylag egyszerűen és olcsón, sorozatban gyártható és tesztelhető, valamint könnyedén pályára is állítható. (Forrás: NASA Goddard / Youtube)

A TROPICS műholdak gyártója a Blue Canyon Technologies nevű vállalat (Boulder, Colorado). A hasznos teher számára elvileg tökéletes választás lenne a jelenleg hozzáférhető legkisebb kapacitású orbitális hordozóeszköz. Az Astra rakétája ugyanis legfeljebb 50 kg tömegnek az alacsony (500 km-es) pályára juttatására alkalmas. Ha minden jól ment volna, a három, egyenként 2–2 műholdat felbocsátó TROPICS indítással július végéig végeztek volna. A kis űreszközök a felszín felett 550 km magasan húzódó, közel 30°-os hajlásszögű pályákra kerülnének. Az alacsony inklinációra a magyarázat, hogy az Egyenlítőhöz közel fekvő régiókat szeretnék megfigyelni. A szokatlan pályahajlás és a precízen megtervezett konstelláció indokolja, hogy a TROPICS számára miért előnyösek ezek a dedikált rakétaindítások, és miért nem alkalmasak a CubeSatok számára általában igénybe vett megosztott startok, amikor az elérhető pályaparamétereket a fő hasznos teher igényeihez kénytelenek igazítani.

A 6 műholdból álló TROPICS rendszer. (Fantáziakép: NASA / MIT Lincoln Laboratory)

A NASA tisztában volt az eddig viszonylag nem túl sikeres rakéta használatával kapcsolatos kockázatokkal. De az olcsóságot, valamint az innovatív megoldások gyors bevezetésének lehetőségét mérlegelve vállalták a kockázatot. A műholdrendszer már minimum 4 taggal (vagyis a háromból két sikeres indítással) is használható, vagyis beépítettek némi tartalékot. Így tehát még semmi sincs veszve, de az első start kudarcát követő vizsgálatok miatt minden bizonnyal nem tudják tartani az eredeti menetrendet a júniusi második, illetve a júliusi harmadik starttal.

Az űrügynökség 2016-ban választotta ki megvalósításra a TROPICS programot. Tavaly júniusban egy kísérleti űreszköz már eljutott az űrbe egy Falcon-9 rakéta társutasaként, a Transporter-2 start során, hogy élesben (és mint kiderült, sikeresen) kipróbálják vele a műszaki megoldásokat.

A 6 megépült műhold. Ha a három starttal minden rendben ment volna, augusztusban – az Atlanti-óceán hurrikánszezonjának csúcsán – már munkába is állhatott volna a teljes rendszer. Két CubeSat azonban már boztosan elveszett, a további négy indítása pedig várhatóan késni fog. A TROPICS program tervezett működési élettartama a Föld körüli pályán legalább 1 év. (Kép: Blue Canyon Technologies)

Kapcsolódó cikkek:
Rocket-3 Floridából: kudarc
Astra Alaszkából
Negyedszerre sikerült!
Több mint 80 műhold Falcon-9-cel

Kapcsolódó linkek:
Az első TROPICS indítás kudarca (Spaceflight Now)