2025. szeptember 27., szombat

Utazás a naprendszeren kívülre

Három űrjármű hagyta el a Naprendszert:  Voyager-1: Ez volt az első ember alkotta eszköz, amely 2012-ben kilépett a Naprendszerből. Voyager-2: A második űrszonda, amely néhány évvel később, 2018 körül elhagyta a Naprendszer peremét. New Horizons: Ez az űrszonda is elhagyta már a Naprendszert, miután 2015-ben elhaladt a Plútó mellett. Mindhárom szonda nagyon messze van már a Földtől, több tízmilliárd kilométer távolságra, tovább haladnak a csillagközi tér felé, és továbbra is adatokat küldenek a Földre. Ezek az űreszközök az emberiség első eszközei, amelyek így elhagyják a Naprendszer gravitációs határait, és indították el a csillagközi kutatások korszakát. A New Horizons egy kutató műholdja leszállt a Titán holdra, majd továbbment a Plútó felé, majd ki a napremdszerből...
A Voyager–1 a Naprendszert kutató Voyager-program űrszondája, amely 1977-ben indult útnak, és jelenleg is a Földtől legtávolabb haladó ember által gyártott tárgy. 2012-ben érte el a csillagközi teret, felfedezve a Naprendszert övező helioféra külső határait. A szonda a Jupitert és a Szaturnuszt is meglátogatta, és továbbra is fontos tudományos adatokat küld vissza a Földre. A Voyager-1 űrszonda jelenleg körülbelül 25 milliárd kilométerre (167 csillagászati egységre) van a Naptól, és a csillagközi térben halad. 1977-ben indították útnak, és 2012-ben lépett be először a csillagközi térbe. Az űrszonda még mindig működik és adatokat küld a Földre, bár az adatátviteli sebesség csökkent a hatalmas távolság miatt. A NASA szerint a Voyager-1 várhatóan a 2030-as évek elejéig fog működni, amikor az üzemanyaga elfogyhat.
 A készülék több mint 24 milliárd kilométert tett meg eddig, és a csillagközi tér még nagyon messze van tőle, hiszen például az Oort-felhő, amely a Naprendszer külső határa, csak körülbelül 300 év múlva érhető el általa, és 30 ezer évbe telik majd áthaladni rajta, míg a Voyager 2 jelenleg kb. 20,9 milliárd kilométerre (140 csillagászati egységre) van a Naptól és a csillagközi térben utazik, azaz meghaladta a Naprendszer közvetlen határait. Sebessége kb. 55 346 km/h a Naphoz képest. Az űrszonda még mindig működőképes, bár az energiaellátása egyre csökken, emiatt egyre több tudományos műszert kell leállítani, hogy minél tovább üzemelni tudjon. A NASA várakozása szerint 2026-ig még működőképesek lehetnek a mérőeszközei, de rádiójeleket körülbelül 2030-ig tud még küldeni a Földre. A Voyager 2 a Naprendszer külső határain túl, a helioszféra és a csillagközi tér közötti határterületet vizsgálja, és még nagyon sokáig fog az űrben vándorolni, nagyjából 40 000 év múlva közelíti meg legközelebbi csillagát, a Ross 248-at. A New Horizons űrszonda jelenleg a Kuiper-öv külső régióiban tartózkodik, és működése várhatóan a 2020-as évek végéig, körülbelül 2028-29-ig fog tartani. A szonda takarékos üzemmódban dolgozik, és legfőbb feladata napfizikai adatok gyűjtése, továbbá egy esetleges újabb Kuiper-öv objektum közeli megközelítése is szóba jöhet, ha található megfelelőt az útjába. A szonda 2015-ben járt a Plútó közelében, majd 2019-ben egy Kuiper-övbeli objektum, az Arrokoth mellett haladt el. A küldetést a NASA meghosszabbította, így a New Horizons a Naprendszer külső területeinek kutatását folytathatja még néhány évig, egészen a 2020-as évek végéig, amíg el nem hagyja a Kuiper-övet 2028-29 körül. A New Horizons amerikai űrszonda, amelyet a Pluto, annak holdjai és a Kuiper-öv néhány objektumának vizsgálatára alkottak meg. Az űrszondát 2006. január 19-én indították a New Frontiers program első küldetése keretében. Repülése alatt megközelítette a Jupitert és 2015. július 14-én ért el a Plutóhoz, melyről fényképet készített. A szonda célja ezt követően a Kuiper-öv egy vagy két égitestének meglátogatása, mielőtt elhagyná a Naprendszert. Erre a célra a 2014 MU69 Ultima Thule (később átnevezve: Arrokoth) kisbolygót választották ki, aminek közelébe 2019. január 1-jén ért el.A New Horizons-t 2006. január 19-én indították Atlas V hordozórakétával. 2007. február 28-án megközelítette a Jupitert, ahol gravitációs hintamanővert végzett. A megközelítés során mintegy 2,3 millió km volt a szonda legkisebb távolsága a Jupitertől. A távolság elegendően nagy volt ahhoz, hogy az óriásbolygó magnetoszférája ne okozhasson károkat a műszerekben. A majdnem 9 évig tartó utazása alatt az űrszonda többnyire hibernált állapotban közelített célja felé, de minden évben lefuttattak egy 50 napig tartó tesztsorozatot a küldetés irányítói, hogy ellenőrizzék a műszerek állapotát. 2014. december 6-án a szonda hibernáltból ismét aktív állapotba helyezte magát az előírt, tárolt programnak megfelelően. A szonda állapotáról tudósító adatcsomag 4 óra 26 perc alatt ért el a Földhöz. A szonda ekkor 162 millió km-re volt a Plutótól. A szonda addigi útja során 18 alkalommal volt hibernált állapotban, amik hossza 36 nap és 202 nap között változott. A New Horizons sebessége jelenleg mintegy 15 km/s, ami 2 km/s-mal kevesebb, mint a Voyager–1-é. A Pluto rendszer megfigyelését 2015. január 15-én kezdte meg. 2015. július 14-én közelítette meg a Plutót és a Charont, de a tudományos megfigyeléseit már 150 nappal korábban megkezdte. A New Horizons mintegy 4,88 milliárd kilométer megtétele után sikeresen megközelítette a törpebolygót és elhaladt mellette, adatokat és képeket küldve a Földre. A szonda kiváló állapotban hagyta el a Plutót és továbbhaladt a Kuiper-öv felé.[5] A törpebolygó rendszerének és a szondának relatív sebessége 14 km/s volt. A Pluto felszínétől 12 500 km-re suhant el. A Földtől ekkor 7,5 milliárd kilométerre volt. A Pluto felszínének vizsgálata megállapította  a hegyei helyenként magasak, 3–4 km-ig emelkednek, ami az égitest méretéhez képest jelentős magasság. A földi és Hubble űrtávcsővel végzett megfigyelésekből várható volt, hogy a New Horizons összetett rendszert talál (ismert volt, hogy a felszín egyes részeit fagyott nitrogén, metán és szén-monoxid borítja, a légköri nyomás nőtt az 1980-as évek óta, látták az albedófoltokat éppúgy, mint a holdak összetett rendszerét), a rendszer komplexitása azonban minden várakozást felülmúlt. A kutatók „felturbózott Tritont” vártak, helyette „felturbózott Marsot” találtak. Emellett a kutatóknak is meglepő volt, hogy a Charon milyen változatos égitest. A Naprendszer egyik legváltozatosabb felszínű égitestje. Rendelkezik hosszú repedésrendszerrel, hegyvonulatokkal, emellett árkok szabdalják a felszínét. A küldetés kiterjesztése
A NASA döntött a projekt meghosszabbítása mellett. A később Arrokoth-ra átnevezett kisbolygó mellett 2019 első napjaiban repült el.[2] Az Arrokoth közel 300 éves keringési idejű pályáján halad, naptávolsága kb. 42-46 csillagászati egység között változik. A szonda a legkisebb, 3500 km-es távolságát az aszteroidától 2019. január 1-én érte el. Az elrepülés idején a szondáról a rádiójelek a földi vevőkhöz 6,12 óra alatt érkeztek be. 2021. április közepére az űrszonda már 50 csillagászati egységre került a Földtől. Felépítése Az űrszonda energiaellátását egy radioizotópos termoelektromos generátor (RTG) biztosítja. Ennek teljesítménye 240 watt volt a szonda indításakor.[9] Ez az érték nagyjából 5%-kal csökken 4 évente. A nagy távolságra való tekintettel a szondán egy 2,1 méter átmérőjű parabolaantenna felel a rádiójelek hazajuttatásáért (a Voyager szondákat 3,66 méteres antennával építették). Műszerek
A New Horizons szerelés közben. Balra látható az űrszonda áramforrása, a radioizotópos termoelektromos generátor (fekete színnel)Long Range Reconnaisance Imager (LORRI): látható tartományban működő, nagy felbontású CCD kamera 20,8 cm-es apertúrával és 1024 x 1024 pixeles monokromatikus CCD érzékelővel. A felbontás 5 mikroradián (nagyjából 1 ívmásodperc). A CCD-t egy passzív radiátor tartja hidegen a szonda árnyékos oldalán. A hőmérséklet-különbség jó hőszigetelést igényel. Pluto Exploration Remote Sensing Investigation (PERSI): Két műszert tartalmaz. Az egyik a 6 cm apertúrájú Ralph-teleszkóp (röviden Ralph) két különálló csatornával: egy látható CCD kamera (MVIC – Multispectral Visible Imaging Camera) és egy közeli infravörös képalkotó spektrométer (LEISA – Linear Etalon Imaging Spectral Array). A másik műszer az Alice ultraibolya képalkotó spektrométer. Az Alice a Rosetta űrszonda hasonló nevű műszerének tökéletesített változata. Plasma and high energy particle spectrometer suite (PAM): Két műszer alkotja: a SWAP (Solar Wind Analyzer around Pluto) és a PEPSSI (Pluto Energetic Particle Spectrometer Science Investigation). A SWAP 6,5 kiloelektronvoltig méri a Pluto körüli részecskéket, a PEPSSI 1 MeV-ig. Radio Science Experiment (REX): ultrastabil oszcillátor és kiegészítő elektronika a rádiótudományi vizsgálatokhoz. Student Dust Counter (SDC): porméréseket végez. Két részből áll: egy 460 × 300 mm-es detektor a szonda árnyékos oldalán és egy elektronikai doboz a szonda belsejében. A detektor 14 PVDF panelt tartalmaz. Az effektív gyűjtőterület 0,125 m². Eddig még nem végeztek porméréseket az Uránusz pályáján túl.  A jelenleg a Kuiper-övet kutató New Horizons űrszonda csupán egyike annak az öt űrszondának, amelyek 50 csillagászati ​​egységet értek el, miközben elhagyták a Naprendszert, és végül a csillagközi űrbe jutottak. (Kép forrása: NASA/Johns Hopkins APL/Southwest Research Institute) A 2006 eleji felbocsátást követő hetekben, amikor a NASA New Horizons űrszondája még a közelben volt, mindössze percekbe telt, mire parancsot küldött az űrhajónak, és visszajelzést kapott arról, hogy a fedélzeti számítógép vette és készen áll az utasítások végrehajtására.hogy a New Horizons átszelte a Naprendszert, és a Földtől való távolsága több millió mérföldről több milliárd mérföldre ugrott, a találkozások között eltelt idő néhány percről több órára nőtt. És április 18-án, UTC szerint 12:42-kor (vagy április 17-én, EDT szerint 20:42-kor) a New Horizons egy ritka mélyűri mérföldkövet fog elérni – 50 csillagászati ​​egységre a Naptól, vagyis 50-szer távolabb a Naptól, mint a Föld. A New Horizons mindössze az ötödik űrszonda, amely elérte ezt a nagy távolságot, a legendás Voyager 1 és 2, valamint elődeik, a Pioneer 10 és 11 után. Majdnem 7,5 milliárd kilométerre van; egy távoli régió, ahol egy rádión küldött parancsnak, még fénysebességgel haladva is, hét órára van szüksége, hogy elérje a távoli űrszondát. Aztán további hét óra telik el, mire a földi irányítócsapata megtudja, hogy megérkezett-e az üzenet. „Nehéz elképzelni valami ennyire távoli dolgot” – mondta Alice Bowman, a marylandi Laurelben található Johns Hopkins Alkalmazott Fizikai Laboratórium New Horizons küldetésének műveleti vezetője. „Egy dolog teszi ezt a távolságot kézzelfoghatóvá, az az, hogy mennyi időbe telik nekünk a Földön megerősíteni, hogy az űrhajó megkapta az utasításainkat. Ez a szinte azonnali időről mostanra 14 óra nagyságrendűre nőtt. Ez teszi valóságossá a szélsőséges távolságot.” Az alkalom megünneplésére a New Horizons űrszonda nemrégiben lefényképezte azt a csillagmezőt, ahol egyik nagy távolságú unokatestvére, a Voyager 1 látható a New Horizons egyedülálló, Kuiper-övbeli pozíciójából. Még soha nem sikerült a Kuiper-övben lévő űrszondának lefényképeznie egy még távolabbi, jelenleg a csillagközi térben lévő űrszonda helyzetét. Bár a Voyager 1 túl halvány ahhoz, hogy közvetlenül látható legyen a képen, a NASA rádiós követési rendszerének köszönhetően a helye pontosan ismert.„Ez egy kísértetiesen gyönyörű kép számomra” – mondta Alan Stern, a New Horizons vezető kutatója a coloradói Boulderben található Southwest Research Institute-ból.Visszatekintve a New Horizons Földről 50 csillagászati ​​egységre tartó repülésére, valahogy szinte álomszerűnek tűnik” – folytatta. „A New Horizons előtt még soha nem történt meg, hogy egy űrhajóval átrepüljünk az egész Naprendszerünkön, hogy felfedezzük a Plútót és a Kuiper-övet. A csapat legtöbb tagja már az ötlet kezdete óta részesei vagyunk ennek a küldetésnek, és ez idő alatt a gyerekeink felnőttek, a szüleink és mi magunk is idősebbek lettünk. De ami a legfontosabb, számos tudományos felfedezést tettünk, számtalan STEM-karriert inspiráltunk, sőt, egy kis történelmet is írtunk.” A New Horizons gyakorlatilag történelmet akart írni. A 2006. január 19-én 58 500 kilométer/órás (36 400 mérföld/órás) sebességgel felbocsátott New Horizons volt és ma is a leggyorsabb ember alkotta objektum, amelyet valaha a Földről indítottak. A Jupiter melletti, 2007 februári gravitációs rásegítésű elrepülése nemcsak körülbelül három évvel rövidítette meg a Plutóig tartó útját, hanem lehetővé tette számára, hogy a Jupiter halvány gyűrűjéről a valaha volt legjobb felvételt készítse, és elkészítse az első videót egy vulkánkitörésről a Naprendszerben, a Földön kívül. A New Horizons űrszonda 2015 júliusában sikeresen végrehajtotta a Plútó-rendszer első felfedezését, majd 2019 újév napján elrepült Arrokoth mellett, ezzel a történelem legtávolabbi elrepülésével – és egyben első közeli pillantással egy Kuiper-övbeli objektumra (KBO). A Kuiper-övben található egyedülálló helyéről a New Horizons olyan megfigyeléseket végez, amelyeket máshonnan nem lehetne elvégezni, még a csillagok is másképp néznek ki az űrszonda szemszögéből . A New Horizons csapat tagjai óriási teleszkópokat, mint például a japán Subaru oszervatórium, használnak az égbolt pásztázására egy újabb potenciális (és valószínűtlen) KBO elrepülési célpont után kutatva. Maga a New Horizons továbbra is egészséges, adatokat gyűjt a napszélről és az űrkörnyezetről a Kuiper-övben, más Kuiper-övbeli objektumokon, valamint a távoli bolygókon, mint például az Uránusz és a Neptunusz. Idén nyáron a missziócsapat egy szoftverfrissítést fog küldeni a New Horizons tudományos képességeinek növelése érdekében. A jövőbeli kutatásokhoz az űrhajó nukleáris akkumulátorának elegendő energiát kell biztosítania ahhoz, hogy a New Horizons a 2030-as évek végéig működjön.


Nincsenek megjegyzések:

Megjegyzés küldése