Dupla csapás
(Rovat: Minden jó, ha a vége jó..., Űrcsillagászat Európában - 2024.07.22 07:15.)

A 2013 óta működő európai asztrometriai űrtávcső, a Gaia a közelmúltban két kellemetlenségnek is ki volt téve, amelyek munkát adtak a földi szakembereknek.

Az űrszonda, minden idők egyik legsikeresebb űrcsillagászati műszere a Nap–Föld-rendszer külső Lagrange-pontja (L₂) környékén, a Nappal átellenes irányban tőlünk kb. másfél millió km-es távolságban üzemel. Fő feladata a Tejútrendszer több mint egymilliárd csillaga pozíciójának és látszólagos égi elmozdulásának rendkívül precíz mérése. Adatai ezen kívül a csillagászat sok más területén is sikerrel használhatók, a csillagok fényváltozásaitól és fizikai tulajdonságaitól kezdve egészen a távoli aktív galaxismagok (kvazárok) működésének jobb megértéséig.

A Gaia űrszonda. (Fantáziakép: ESA / ATG medialab; háttér: ESO / S. Brunier)

Azonban az űreszközök élete sem fenékig tejfel, a világűr ugyanis veszélyes hely lehet. A közelmúltban két „természeti csapás” is sújtotta a Gaiát. Az egyik az elmúlt két évtized leghevesebb napvihara volt, a másik egy nagy sebességgel érkező mikrometeoroid-szemcse becsapódása. Mindkét esemény veszélyeztette az űrszonda legfontosabb képességét, a pontos asztrometriai mérések végrehajtását.

Áprilisban egy homokszemnél is kisebb részecske csapódott Gaiába. A mikrometeoroidként ismert szemcsék naponta milliószámra égnek el a Föld légkörében, anélkül, hogy észrevennénk azokat, hiszen a sűrű légkör megvéd bennünket attól, hogy elérjenek a felszínig. Odakint azonban, távol a védőburoktól, a Gaiát is rendszeresen eltalálják ilyen naprendszerbeli törmelékdarabok. A szondát természetesen úgy tervezték, hogy ellenálljon ezeknek, különben nem is érhette volna meg épségben a több mint egy évtizedet, mióta működik. A mostani objektum azonban nagyon nagy sebességgel és éppen rossz szögben csapódott be Gaiába, megsértve annak védőburkolatát. Az ütközés nyomán egy kis lyuk keletkezett, aminek következtében a szórt napfény – a Földön tapasztalt közvetlen napfény intenzitásánál egymilliárdszor kisebb mértékben – időnként megzavarja a Gaia érzékeny detektorait.

A Gaia programján dolgozó szakemberek épp ezzel a problémával foglalkoztak, amikor egy másikkal is szembesültek. A Gaia milliárd pixeles kamerája 106 különálló CCD detektorból tevődik össze. Ezek a fényt elektromos jelekké alakítják. Májusban az egyik CCD-t vezérlő elektronika meghibásodott – ez volt a Gaia első ilyen jellegű meghibásodása az űrben töltött több mint 10 év alatt! Mindegyik detektorelemnek más-más szerepe van, a hibával érintett érzékelő létfontosságú ahhoz, hogy a Gaia a csillagok észleléseit ellenőrizni tudja. Enélkül az űrtávcső ezerszámra kezdett hamis észleléseket regisztrálni. A Gaia általában naponta több mint 25 gigabájt adatot küld a Földre, de ez a mennyiség lényegesen nagyobb lenne, ha már az űrszonda fedélzetén nem szűrné ki a szoftver a hibás észleléseket.

Az elektronikai hiba kiváltó oka nem teljesen tisztázott, de az időbeli egybeesés arra enged következtetni, hogy a Gaiát ugyannak a heves napkitörésnek az elektromosan töltött részecskéi érték el, amelyek májusban világszerte a megszokottnál alacsonyabb földrajzi szélességeken – így hazánkban is – megfigyelhető sarkifény-jelenséget okoztak. A Gaiát úgy tervezték, hogy akár hat évet is átvészeljen az űrben, de mostanra már majdnem kétszer annyi időt élt túl a mostoha körülmények között. Meglehet, hogy ez volt az utolsó csepp a pohárban az űrszonda egyik öregedő alkatrésze számára.

Mindkét incidens – a mikrometeoroid ütötte lyuk és a tönkrement CCD detektor – következtében jelentősen megnőtt a lesugárzott hamis észlelések száma, ami a rendszerek túlterheléséhez vezetett. A helyszíni javítás innen másfél millió kilométerre természetesen szóba sem jöhet, de az ESA szakemberei végül áthidaló megoldást találtak a problémára. Módosították azt a küszöbértéket, amelynél a Gaia szoftvere egy halvány fénypontot csillagként azonosít, így csökkenteni tudták a téves észlelések számát mind a szórt fény, mind a CCD problémája miatt. Az érintett mérnök- és kutatói csapatok munkája nyomán a Gaia visszatérhetett a rutinszerű észlelésekhez. Sőt a mérnökök kihasználták ezt az előre nem látható alkalmat a Gaia ikerteleszkópjai optikájának újrafókuszálására – még egyszer, utoljára. Így az űrtávcső most igazából jobb minőségű adatokat szolgáltat, mint valaha.