A napkutatás története – 3. rész

Előző részünkben (katt ide az olvasásért) a közös német-amerikai Helios-programról írtunk, illetve az ICE űrszondáról. De még nincs vége! Itt a harmadik rész is, most három űrszondát fogunk kivesézni, vágjunk is bele.

Ulysses űrszonda

Az Ulysses űrszonda az első olyan napkutató eszköz, mely képes volt a Nap pólusainak a vizsgálatára is. Az ESA (Európai Űrügynökség) és a NASA közös szondája (az ESA építette). 1990. október 6-án indították a Discovery űrrepülőgéppel (STS-41) a Kennedy Űrközpontból. A Discovery rakterében elhelyezték az Inertial Upper Stage-et (szilárd hajtóanyagú stabilizált felső fokozat, IUS), az IUS-re a PAM-S-t (szilárd hajtóanyagú forgás-stabilizált felső fokozat) és végül a PAM-S-re pedig az Ulysses-t. Miután az űrrepülőgép Föld körüli pályára állt, a legénység megkezdte a kiengedést. Kinyitották a raktérborítást, 50 fokos szögbe állították a három részből álló rendszert, és kieresztették. Miután kellően biztonságos távolságba ért, begyújtották az IUS-t. Amikor elfogyott a hajtóanyag, leválasztották az IUS-t, 80 forgás/percre gyorsították a szonda tengelykörüli forgását és begyújtották a PAM-S fokozatot. Miután elégett minden hajtóanyag, leválasztották a PAM-S fokozatot, és az Ulysses immáron úton volt a Jupiter felé (sebességrekordot állított fel az ember gyorsította eszközök közt, amit csak később a New Horizons döntött meg). 1992. februárjában érkezett meg a Jupiterhez, ahol végrehajtotta a fékező gravitációs hintamanővert. A hintamanőver segítségével lefékezték a szondát, a perihélium valamivel több mint 1AU, apihélium 5AU, 70 fokos inklinációval. A keringési idő 6 év.

A szondát egy radioizotópos termoelektrikus generátor látta el a szükséges elektromos árammal. Ez 7,8 kilogrammnyi plutónium-oxidot (Pu-238) tartalmazott, mely 300W teljesítményű volt. A szonda mérte a töltött részecskék áramlatát, sebességét, sűrűségét és gyorsulását, csillagközi por beérkezését, különböző hullámhosszú sugarakat (gamma, röntgen, rádió, plazma). Az Ulysses méréseiből kiderült, hogy a Nap mágneses mezeje sokkal bonyolultabb módon lép kölcsönhatásba a Naprendszer többi égitestével. A bolygóközi teret kitöltő anyagok vizsgálatakor kiderült, hogy a csillagközi térből 30-szor annyi por érkezik, mint ahogy ezt eddig hitték. Továbbá a napszél erősségének a mérésekor rendkívül alacsony növekedést, illetve intenzitást mértek, az addigi legalacsonyabbat az űrkorszak kezdete óta. A Jupiter mágneses mezejét is tanulmányozta. Többször áthaladt a Nap északi és déli pólusa felett, először tanulmányozva ezeket. 2007 és 2008 közötti poláris áthaladások közbeni méréseknél kiderült, hogy a Nap pólusai által létrehozott mágneses mező sokkal kisebb, mint azt addig hitték. Több üstökös mellett is elhaladt mellékméreseket végezve. 2008-ban gondolkodtak a küldetés meghosszabbításán, de végül 2009-ben az űrszondát kikapcsolták. A mai napig kering csillagunk körül.

Wind űrszonda

A Global Geospace Science Satellite „Wind” a NASA egy rádióhullám és plazmakutató, illetve napszél-elemző űrszondája a Föld magnetoszférájában. Ez a legöregebb mai napig aktív és tudományos méréseket végző napkutó űreszköz.  Ez egyik legnehezebb addigi napkutató űrszonda a maga 1250 kilogrammos tömegével. Napelemei 370W elektromos áramot termelnek. A szondát 1994. november 1-én indították Cape Canaveralből egy Delta II-es űrrakétával. Az L1 Lagrange pont körül állt pályára, ahonnan a küldetése befejezéséig fog tevékenykedni. A szondát három évre tervezték, már több mint 25 éve aktívan végez méréseket. A szondával vizsgálták a magnetopauzát (a terület, ahol a Föld mágneses tere és a napszélből eredő nyomás egyensúlyban van), rengetek elméleti részecskefizikai feltételezést bizonyítottak be, továbba hatalmas továbblépést értek el az ionkutatásban, mágneses mezőről szóló tudásunk bővítésében, illetve egyéb új napfizikai tevékenységek felfedezésében. Több mint 100 000 csillagközi porrészecske becsapódást észlelt a gyűjtőegység. A Van Allen-öveket érő kölcsönhatásokról is rengetek információt gyűjtöttek. Az alábbi tudományos kutatás a mai napig folyik. A Wind adatait felhasználták a következő napkutató űrszondák tervezésénél.

Solar and Heliospheric Observatory (SOHO)

A SOHO egy európai/amerikai közös napfizikai misszió. 1995. december 2-án indították egy Atlas-II hordozórakétán Cape Canaveralből. A szondát a francia-angol Matra Marconi Space  (ma Airbus Defence and Space) építette. 1850 kilogrammos tömegével jócskán túllépett az elődein. Napelemei 1500W elektromos áramot termeltek. A jelentős tudományos kutatásai mellé ez az első űrszonda, amely háromtengelyes stabilizációval rendelkezik.  A szondát az L1 Lagrange pont körül halo pályára állították. A Nap kromoszféráját (fotoszféra feletti vöröses árnyalatú réteg), az ún. transition region-t (a kromszféra és napkorona közötti réteg, vagy átmeneti réteg) tanulmányozza. Távérzékelési méréseket is végez a Nap atmoszférájában. L1 pont napszélméréseket (sebesség, sűrűség, nyomás, stb.) a mai napig végez, és helyben összegzi az adatokat. A Nap belső szerkezetét is kutatja, jelentős áttörést ért el a helioszeizmológiában. A SOHO segítségével valós idejű űridőjárási adatokat kaphatunk, óránkénti képeket a Napunk felszínéről és egyéb eseményekről valós időben – egy esetleges potenciálisan veszélyes napkitörés esetén a SOHO-val minimális, de létező előrejelzési rendszert építettek ki. 1998-ban fejezte be a két évig tartó alapküldetését.

1998. június 24-én az irányítók karbantartási munkák közben elvesztették a SOHO jelét. A szonda az ún. „emergency Sun reacquisition mode“-ba lépett (vészhelyzeti Nap-újrairányítási mód), ami akkor lép életbe, ha az űrszonda elvesztette az orientációját a Nap felé. Ebben az üzemmódban az eszköz automatikusan beindította az orientációs gázdinamikai kormányfúvókáit, és megpróbált újra a Nap irányába állni.. A jelet nem tudták fogni, és semmilyen telemetriai adat nem érkezett a szondáról még hetekig. Az irányítókban felvetődött az a gondolat, hogy a szondát végleg elvesztették. Hetekkel később, pontosabban szeptember 25-én újra elkezdték fogni a SOHO jelét. Későbbi elemzések alapján rájöttek, hogy a szonda stabil forgásba került, de a napelemei körülbelül 90 fokkal fordultak el a Naptól, és a szonda akkumulátorai gyorsan lemerültek, az antennák, illetve a jelvevők se működtek. 4 hétnyi egy irányba való stabil forgás után, a szonda eleget tett meg a pályáján ahhoz, hogy újra energiát termeljenek a napelemei, habár jóval kevesebbet, mert még nem volt az optimális szögben, de a forgás jócskán lelassult. A SOHO ezután sikeresen visszaállt a Nap-irányzójának segítségével, és a tudományos munka folytatódhatott. A mai napig végez tudományos és űridőjárási munkát, nagyon sikeres űrszonda. Ezen a weboldalon lehet figyelemmel kísérni a SOHO misszióját illetve órás szinten frissített méréseket, képeket nézni Napunkról.

A negyedik részben a Genesis és STEREO missziókkal fogunk foglalkozni.