Kína (is) a Marsra tart
(Rovat: Űrszondák a Marsnál, Kína a világűrben , Távoli világok kutatói - 2020.07.23 07:15.)

Elindult Kína első olyan Mars-küldetése, amely teljes egészében önerőből állt össze.

Nyilvánvaló, hogy a bevezető mondatot látva a tisztelt olvasóban felmerül, hogy miért ez a bonyolult megfogalmazás. Nos, egyelőre legyen elég annyi, hogy a mostani nem az első kínai Mars-szonda. A többit majd később. Először nézzük a mostani repülés néhány fontos részletét.

Bevezető

A startra július 23-án, magyar idő szerint 6:41-kor került sor a vencsangi (Wenchang) űrközpont LC-101 indítóállásából. A hordozórakéta a CZ-5 (Hosszú Menetelés-5) család alaptípusa, a CZ-5E volt. Ez a változat háromfokozatú, orrán a kisebbik rakománytakaró burkolat található. Teljes magassága mintegy 60 méter, a starttömege (természetesen az üzemanyaggal együtt) közel 880 tonna.

A mostani volt ennek a változatnak a negyedik repülése. Az első (2016-ban) és a harmadik (2019-ben) teljes siker volt, a második (2017-ben) kudarccal végződött. Ezen túl a rövidebb, kétfokozatú, alacsony (LEO) pályára tervezett CZ-5B repült még, egyetlen alkalommal, amikor a 2. generációs kínai űrhajó első példányát juttatta Föld körüli pályára idén májusban.

A kínai Mars-szonda még április 10-én, a hordozórakéta elemei pedig május 24-én, két speciális szállítóhajón érkeztek Vencsangba. A Mars irányába indítandó teljes egység – az anyaszonda (mely később a Mars-orbiter lesz) az üzemanyaggal, a leszállószonda (hővédő kagyló, benne a leszállószonda az ejtőernyőrendszerrel és a kis marsjáróval) – össztömege közel 5 tonna. Az anyaszonda valamikor 2021. február 11-e és 24-e között áll a vörös bolygó körüli pályára, majd egy rövid térképezési periódus után fogják megpróbálni a lander/rover együttessel a sima leszállást.

A Tienven-1 (Tianwen-1) űrszonda elhagyja a Földet. A fehér „kupola” rejti a leszállóegységet. (Fantáziakép: Xinhua)

Az űreszközegyüttes fejlesztése egészen az április 24-ei – az első kínai műhold indításának 50. évfordulójára szervezett ünnepségen történt – bejelentésig HX-1 néven futott. Ekkor kapta a Tienven-1, azaz a Kérdések az éghez elnevezést. (Mint kiderült, a jövőben a kínai Naprendszer-kutató szondákat fogják Tienvennek elnevezni. Kínaiul tienven a címe egy időszámításunk előtt 4. században született kínai versnek. (További részletek korábbi cikkünkben.)

Az orbiter és a marsjáró

Az induláskor több mint 3,1 tonnás keringőegység legfontosabb berendezése a nagyfelbontású kamera (HRC, High Resolution Camera), amely a tervezett 400 km magas pályáról 2 m-es felszíni felbontásra képes. A közepes felbontású kamera (MRC, Medium Resolution Camera) legjobb felbontása 100 m lesz. A bolygó mágneses terét egy magnetométerrel, az ionokat és semleges részecskéket pedig a MINPA nevű részecskeanalizátorral fogják vizsgálni. A Mars talajának összetételét a marsi ásványok spektrométere (MMS, Mars Mineral Spectrometer), míg a felszíni réteg szerkezetét a keringőegység felszín alá hatoló radarja (OSR, Orbiter Subsurface Radar) fogja vizsgálni.

A Mars körül keringő űrszonda egyúttal kommunikációs átjátszóállomásként is szolgál a felszínre küldendő marsjáró számára. Ha minden a tervek szerint alakul, akkor az anyaszonda/orbiter legalább egy földi évig lesz működőképes.

A leszállóegység a sűrű légkörben nagy sebességgel súrlódva aerodinamikai, majd később ejtőernyős, végül rakétás fékezéssel – amúgy „vikingesen” – fog landolni. A várható leszállóhely az Utopia-síkság (Utopia Planitia) területén egy 100 × 40 km-es ellipszis alakú terület belseje. Magát a landert egy, a hővédelmet biztosító kapszulában (kagylóban) helyezték el. A leszállóegység négy – rugózott – lábbal felszerelt szerkezet, melynek tetején „ül” a hatkerekű rover, becsukott napelemekkel.

A lander vázának tesztelése (fent) és egy fantáziarajz a leszállásról (lent). A fantáziarajzon jól látható a lander tetején „parkoló” marsjáró. (Kép: Xinhua)

A kb. 240 kg-os a kínai marsjáró a kínai Jütu (Yutu) holdjárókhoz képest dupla méretű, ugyanakkor a pár nappal később indítandó amerikai Perseverance rovernek csak negyede-ötöde. A kínai marsjáró energiaellátását napelemek biztosítják, élettartamát 90 napra tervezik (emlékezzünk: az amerikai „nagytestvér” esetében ez 1 teljes marsi év, azaz 687 földi nap lesz).

A kínai Marsjáró a hő-vákuum kamrában. (Kép: CCTV)

A rover legfontosabb tudományos berendezései a navigációs és térképező kamera (NTC, Navigation and Topography Camera), a multispektrális kamera (MSC, Multispectral Camera), és a talajba hatoló radar (GPS, Ground Penetrating Radar), mely – a talaj anyagától és szerkezetétől függően – akár 100 m mélységig ig is „lelát”. A fenti három eszközön kívül a roveren még elhelyeztek egy-egy, az időjárást, a felszín szerkezetét és a felszíni mágneses környezetet vizsgáló műszert is.

A kínai rover a Marson. (Fantáziakép: Xinhua)

A kínai űreszköz programjában egyébként nem csak az ázsiai ország szakemberei vesznek részt. A francia Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie (IRAP) fejlesztette a rover lézeres spektroszkópját. Az osztrák Űrkutatási Intézet szakemberei egyes fedélzeti berendezések kalibrációjában vettek részt, de ők fejlesztették a magnetométer egyes elemeit is. Az Argentin Űrügynökség (CONAE) hozzájárult, hogy a déli féltekén lévő követőállomásán a kínaiak mélyűri követőantenna-rendszert helyezzenek el. Az Európai Űrügynökség (ESA) pedig kommunikációs időt biztosít a kínaiak számára saját követőhálózatában.

A CZ-5 orrkúpján felül a kínai, alatta az európai és a francia, legalul pedig az argentin űrügynökségek emblémái. A vezetéktartó rendszer takarja az Osztrák Kutatás-fejlesztési Ügynökség (FFG) logóját. (Kép: Xinhua)

Zárszó helyett

Mint látható, a fenti vállalkozás igen sokrétű, nagyon látványos, ergo rengeteg kockázatot is rejt. Tény ugyanis, hogy a Marsig eljutni – pláne ott leszállni – nem gyerekjáték. Erről már a kínaiak is tudnának mesélni! A helyzet ugyanis az, hogy még 2011. november 8-án, Bajkonurból, egy Zenyit rakétával indult az orosz Fobosz-Grunt azzal a céllal, hogy talajmintát hozzon vissza a vörös bolygó Phobos nevű holdjáról. Az orosz szonda „potyautasként” vitte magával az első kínai Mars-orbitert, a Jinghuo-1-et (angolosan Yinghuo-1). Ez egy kis méretű, 110 kg tömegű, 60 cm magas, 75 x 75 cm oldalhosszúságú űreszköz volt. A tervek szerint a bolygóhoz közeledve levált volna az orosz szondáról és Mars körüli pályára állt volna, hogy a bolygó mágneses terét és plazmakörnyezetét vizsgálja. Sajnos azonban csak „volna”, ugyanis a Zenyit tetejére szerelt, és az űreszközkettőst a Föld körüli pályáról a Marshoz szállító gyorsítófokozat nem indult be. Magyarul a Fobosz-Grunt– Jinghuo-1 kettős sosem hagyta el a Föld körüli térséget. (Itt egy 23 diából álló, angol nyelvű prezentáció a sikertelen Jinghuo-1 kísérletről.)

Ilyennek kellett volna lennie a Jinghuo-1 űrkísérletnek. (Kép: China Daily)

De még ha egy űreszköz el is indul a Mars felé, vagy akár bolygó körüli pályára is áll, a siker akkor sem garantált. A legtöbb olvasónk talán nem is gondolja, de a Marsra eddig már 18 leszállási kísérlet történt (akár helyhez kötött landerrel, akár marsjáróval). Ezek közül mindössze 10 volt sikeres! S közülük is 9 az amerikai NASA küldetése volt, az oroszoknak ez csak egyszer sikerült (bár a leszállóegységgel nem sokkal a landolás után megszakadt a kapcsolat). A Marsra szállás nehézségét az adja, hogy a légkör van annyira sűrű, hogy már komoly hővédelmet kelljen építeni, ugyanakkor annyira ritka, hogy az ejtőernyős lassításhoz (a leszállóegység tömegéhez képest) igen nagyméretű ernyőre van szükség. Ráadásul a teljes leszállásnak automatikusan, mindenféle földi beavatkozás nélkül kell megvalósulnia.

Landolni a Marson tehát nem egyszerű. Reméljük, a kínaiaknak ennek ellenére sikerülni fog!