A napkutatás története – 4. rész

Sorozatunk harmadik részében a Ulysses, a Wind és a híres SOHO űrszondát mutattuk be. Ebben a részben az egyedi Genesis űrszondáról és a STEREO szondapárosról írunk.

A Genesis űrszonda

A Genesis űrszonda egy teljesen új megközelítésből végzett napkutatási tevékenységet – napszél részecskeminta-visszahozatalt hajtott végre. A szondát 2001. augusztus 8-án indították Cape Canaveralből egy Delta II-es hordozórakétán. Tömege 494 kilogramm, napelemeinek teljesítménye 254 W. A Nap-Föld L1 Lagrange ponthoz repült, ahol elliptikus pályára állt a pont körül. Ezután kinyitotta az érzékeny napszélgyűjtő tábláit (egy sok hatszögből álló panel, amin a félvezető hatszögek többféle extrém tisztaságú anyagból, főleg szilikonból, korundból készültek, gyémántszerű szénhártya és aranybevonattal ellátva). Fő missziója során 850 napig tartó részecske-gyűjtést hajtott végre. Bizonyos panelek csak akkor nyíltak ki, ha bizonyos kritériumoknak megfelelő volt a napszél (sebesség, sűrűség, töltöttség, stb.), tehát többfajta mintát gyűjtött az eszköz.

Miután befejeződött a begyűjtés, a keringő egységen található panelekből áthelyezték a mintákat a visszatérő egységre. A visszatérő egység egy ejtőernyőrendszerrel és hőpajzzsal ellátott kapszula, amely képes volt belépni a Föld légkörébe anélkül, hogy a visszatéréskor elégett volna az ionizációs hőmérsékletek és a légköri plazma könyezetében. 2004-ben elindult a L2 Lagrange pont felé (az L1-ről direkt a Földre nem lehetett visszatérni, mert akkor éjszaka történt volna meg a légkörbe való lépés és leereszkedés), az L2 pontot egyszer megkerülve elindult a Föld felé. A visszatérő  egységet ezután leválasztották, és tervezetten 2004. szeptember 8-án belépett a Föld légkörébe. Minden rendben lezajlott a belépést illetően. A hőpajzs megfelelőnek bizonyult, a fékező ernyő kibocsátása azonban elmaradt. Mivel a fékező ernyő nem nyílt ki, a fő ernyő (mely egyben egy ún. vitorlázó ernyő volt) sem tudott, ezért a helikopterek nem tudták befogni  a kapszulát (a talajra való ejtőernyős leszállás túl durva lett volna a finom mintáknak), amely több száz métert zuhant másodpercenként a Utah állambeli sivatag felszíne felé. A leszállás irányítói biztosra tudták a katasztrófát, bár nem tudtak semmit tenni ellene. Végül 86 méter másodpercenkénti sebességgel (311 km/h) becsapódott a Dugway Proving Ground területére. A kapszula széttörött a becsapódáskor, a belső tároló is megsérült. A becsapódási sebességhez képest sokkal kevesebb kár keletkezett,  mint amennyire számítottak – ezt a puha talajjal való ütközésnek köszönhetik, így a minták nagy része nem veszett oda.

A kapszulát elszállították egy ún. clean roomba, tehát laboratóriumi körülmények között vizsgálták a roncsot, és 2005-ben küldték el amerikai nemzeti laboratóriumokba az első hatszög alakú paneleket. A napszélben találtak nemesgáz-izotópokat, oxigén-izotópokat, illetve nitrogén-izotópokat. A nemesgáz-izotópok összetétele megegyezik a holdmintákon lévőkével, amelyek 100 millió évesek (ez még fiatalnak számít), tehát megállapították, hogy a napszél összetétele nem változott az elmúlt 100 millió évben. Alacsonyabb oxigén-izotóp arányra, és magasabb nitrogén-izotóp arányra számítottak a kutatók a mérések előtt. A keringő egység 2005. februárjában hagyta el az L1-et és heliocentrikus pályára állt, ezután az űreszközt hibernálták, és nem létesítettek vele kapcsolatot.
A becsapódás okára később jöttek rá: egy gyorsulásmérőt fordítva szereltek be (mivel a fékezőernyő csak bizonyos gyorsulási, illetve egyéb kritériumok között aktiválódik), az ernyő egyszerűen nem nyílt ki, mert rosszak voltak az adatok. A NASA kivizsgáló csapata kiderítette, hogy a szondát építő Lockheed Martin kihagyott egy tesztet idő- és pénzspórolás érdekében, pedig így könnyen kiküszöbölhették volna a problémát. A Genesis balesetéből tanultakat felhasználták a Stardust üstökösminta-visszahozó szonda építésénél és tesztelésénél.

A STEREO-program

Ez a napkutató szondapáros a napkutatást egy új szintre emelte a sztereotipikus napfelvételekkel. Két szonda volt, a STEREO-A és a STEREO-B. A két eszközt egyszerre indították Cape Canaveralből egy Delta II-es hordozórakétán. A két szonda egyenkénti tömege 619 kilogramm, mindkét szonda 475 W elektromos áramot tudott előállítani napelemekkel. A Delta II-es rakéta egy nagyon elliptikus Föld körüli pályára állította a két szondát. Ekkor az űreszközök periapszisa kb. 200-300 kilométer lehetett, míg az apoapszis a Hold pályáját is keresztezte. 3 hónapig maradtak ezen a pályán, ezután mindkét szonda más-más időben hintamanővert hajtott végre a Hold segítségével, így heliocentrikus pályára álltak úgy, hogy az eszközök a pályájukon általában a legtávolabb maradjanak (természetesen bizonyos időközönként az egyik utoléri a másik szondát, és le is hagyja). A tudósok így a Nap túloldaláról is közel valós idejű képeket tudtak kapni, és a napkitörések, vagy egyéb naptevékenység bármely irányból észlelhetővé vált.

Űridőjárás-előrejelző rendszerként is működött a páros. Pontosabbá vált a koronakidobódás-előrejelzés, jobb lett a felkészültség egy esetleges incidens esetén. A STEREO szondák koronakidobódás utáni napfoltok helioszeizmológiai vizsgálatát is végezték, ami eddig a Nap túloldaláról nem volt lehetséges, mert csak 25 nap alatt fordul meg a tengelye körül a központi csillagunk. 122 kettőscsillag-rendszert fedeztek fel, és több száz változócsillagot kutattak. A 2012-es napvihar idején a STEREO-A a vihar útjában volt és sok hasznos információt gyűjtött a kutatóknak. 2014-ben elvesztették a STEREO-B-vel a kapcsolatot, sok megpróbáltatás, temérdek meghibásodás és halmozódó probléma mellett a NASA úgy döntött, hogy 2018-ban befejezi a küldetést. A STEREO-A a mai napig végzi a tudományos kutatást a Nap körül.

A következő cikkünkben, ami a sorozat az utolsó része is lesz egyben, az amerikai Parker Solar Probe, európai Solar Orbiter és a jövőbeli indiai Aditya-L1 napszondákról fog szó esni.