A DART-küldetés után újabb tudományos missziót fog lebonyolítani a SpaceX: egy Falcon-9 rakéta indítja útnak a NASA és az Olasz Űrügynökség Imaging X-Ray Polarimetry Explorer űrtávcsövét, ami világelsőként fogja a kozmikus eredetű Röntgen-sugarak polarizációját kutatni. Összegyűjtöttük nektek az összes információt egy helyen, közérthetően.
Indítás időpontja: 2021. december 9. magyar idő szerint 07:00
Indítás helye: Kennedy Űrközpont, Launch Complex-39A (LC-39A), Florida, USA
Megbízó: NASA (National Aeronautics and Space Administration), ASI (Agenzia Spaziale Italiana – Olasz Űrügynökség)
Indítójármű: a SpaceX által üzemeltetett Falcon-9 Block 5 nagy teherbírású hordozórakéta
Rakomány: Imaging X-Ray Polarimetry Explorer (IXPE) űrtávcső
Rakomány össztömege: 325 kg (ebből 170 kg a tudományos apparátus)
Pálya: 540 kilométer magas alacsony Föld körüli pálya (LEO) 0° inklinációval
Fokozat(ok) visszatérése: a B1061 (a küldetés után már B1061.5) első fokozat a Just Read The Instructions drónhajóra fog leszállni, ami ~620 kilométerre lesz állomásoztatva a floridai partoktól, az Atlanti-óceánon
Élő közvetítés: hivatalos élő stream a SpaceX YouTube-csatornáján és a Spacejunkie YouTube-csatornán, ahol magyar nyelven követhetitek végig a küldetést.
Indítás kimenetele: –
Grafika készítője: Séra Gábor
Imaging X-Ray Polarimetry Explorer
Az amerikai űrhivatal legújabb tudományos küldetése a világűr távoli objektumaira fekteti a hangsúlyt, és a Röntgen-sugarzás (X-Ray) segítségével fogja elvégezni a tudományos munkáját. A hamarosan induló Röntgen-távcső az Imaging X-Ray Polarimetry Explorer (rövden IXPE) nevet viseli, ami magyarul Röntgen-Polarimetriai Képalkotó és Kutató szondának felel meg. Az IXPE elnevezése onnan származik, hogy a teleszkóp három megegyező távcsőrendszer segítségével a kozmikus forrásokból érkező Röntgen-sugarak polarizációját fogja vizsgálni. Ebből adódóan több érdekes űrbéli célpont, mint például aktív galaxismagok (AGN), kvazárok, pulzárok, szupernóva-maradványok, magnetárok, neutroncsillagok és fekete lyukak mágneses mezejét is képesek lesznek kutatni. Általában az ilyen objektumokat nagy energiájú Röntgen-sugárzás veszi körül, amely polarizálódhat, és ennek a jelenségnek a tanulmányozása elősegítheti a tudósokat az ilyen objektumok közvetlen környezetének megismerésében.
A küldetés elsődleges része két évig fog tartani – ezalatt két fő tudományos célt szeretnének majd elérni: elsődleges célként a kozmikus Röntgen-sugarak tulajdonságainak tanulmányozása a sugárzási folyamatok jobb megértése szerepel, másodlagos célként pedig az általános relativitásemlélet és az extrém körülmények között lejátszódó kvantummechanikai folyamatok kutatása lett kitűzve.
Az IXPE-űrszonda egy művészi ábrázoláson. Kép forrása: NASA
A küldetést 2017 januárjában jelentették be, a NASA Small Explorer (SMEX) programjának keretében. A szonda fejlesztési, összeszerelési és két éves üzemeltetési költsége 137,7 millió amerikai dollárra jött ki, az Falcon-9 indítása pedig 50,3 millió dollárba került az űrhivatalnak, így a misszió teljes költsége a tervezőasztaltól az első két évig 188 millió dollár. A fent említett kozmikus célpontok mellett a Tejútrendszer galaktikus középpontját (galaxismagját) is vizsgálni fogja az űrszonda, a NASA legújabb asztrofizikai programjának a mottóját követve segít megismerni univerzumunk működését, „Discover how the universe works”. Az űrszonda integrálásával a Ball Aerospace & Technologies volt megbízva, a projektet pedig a Marshall Űrközpontnál dolgozó Dr. Martin C. Weisskopf irányítja, aki a Chandra Röntgen-teleszkóp működtetésében is részt vett tudományos munkatársként.
A távcső 170 kilogrammos tömegű tudományos apparátusa három darab identikus teleszkópból áll, melyek redundánsan képesek működni egymástól függetlenül. Mindhárom rendszer egy 4 méteres fókusztávolságú főtükörrel van ellátva, ami a polarizáció megállapítására tervezett, nagyon érzékeny képalkotó detektorokra fókuszálja a röntgensugarakat. A négy méteres fókusztávolságot egy kinyitható, teleszkópos rendszerrel képesek elérni a szondán. Ezeket a szenzorokat már a közös optikai fedélzeten helyezték el, ahol egyéb más műszerek is megtalálhatóak.
Az IXPE rendszereinek aktiválásáról készült NASA-videó.
A küldetést egy nemzetközi együttműködésben hozták létre: az Olasz Űrügynökség (ASI) szakemberei szolgáltatták az IXPE lelkének számító polarizáció-detektorokat. Az ASI mellett a Coloradoi Boulder Egyetem, a Stanford Egyetem, a kanadai McGill Egyetem, az MIT (Massachusetts Institute of Technology) és az OHB Italia űripari cég is részt vettek a fejlesztésben. Az űrszonda felbocsátását egy Falcon-9 rakéta fogja elvégezni, ami 2019 nyarán vált hivatalossá. Bár első látásra kicsit túlzásnak tűnhet a Falcon-9 egy ilyen kis méretű űreszköznek (a rakéta újrafelhasználható módban ~16 000 kg-ot képes pályára állítani, szembe állítva az IXPE 325 kg-os tömegével), de mint kiderült, a SpaceX szolgáltatta a legolcsóbb ajánlatot. A nulla fokos inklinációjú, 540 kilométer magas pályára álltásnál még a Northrop Grumman Pegasus-XL légi indítású rakétája jöhetett volna szóba, de annak költsége akár 10 millió dollárral is drágább lehetett.
Az Imaging X-Ray Polarimetry Explorer integrálása a Ball Aerospace tisztaszobájában. Kép forrása: NASA/Ball Aerospace
A hordozórakéta
A NASA ezúttal is a SpaceX megbízható és alacsöny költségű Falcon-9 rakétáját választotta a rakomány pályára állításához. A csütörtöki misszión használatos B1061 első fokozatnak ez lesz az ötödik küldetése. Korábban az alábbi missziókon vett részt:
- Crew-1: a Crew Dragon Resilience űrhajót és annak négyfős személyzetét indítótta el a Nemzetközi Űrállomásra 2020. november 5-én,
- Crew-2: a Crew Dragon Endeavour űrhajót és annak négyfős személyzetét indította el a Nemzetközi Űrállomásra 2021. április 23-án,
- SXM-8: a SiriusXM cég legújabb geostacionárius műsorszóró szatellitjét állította pályára 2021. június 6-án,
- CRS-23: a Dragon C208 teherszállító Dragon űrhajót indította el a Nemzetközi Űrállomásra 2021. augusztus 29-én
A Falcon-9 első fokozata összesen kilenc darab Merlin-1D hajtóművel van ellátva, melyek egyenként 850 kN tolóerőt fejtenek ki indításkor. Hajtóanyagként finomított cseppfolyós kerozint (RP-1, -6,6°C tárolva a tartályokban), oxidálószerként pedig kriogenikus hőmérsékletű (-226°C) folyékony oxigént használnak ezek a motorok. A rakéta második fokozata egy darab vákuum-optimalizált Merlin hajtóművel van felszerelve, amelynek a fúvókája sokkal nagyobb, mint az első fokozaton található hajtóműveké. Ez azért fontos, mert a hajtóműből kiáramló és a tolóerőt jelentő gázsugár az űrben lévő közel nulla értékű külső légnyomás miatt „szanaszét” áramlik, de a megnövelt fúvókaméret ezt próbálja a lehető legjobban felfogni, és gázcsóvát egy irányba terelni. Az első fokozat a dolga végeztével a Just Read The Instructions drónhajóra fog leszállni, a második fokozat pedig az IXPE leválasztása után egy fékezőmanőverrel visszatért a Föld légkörébe és elég, űrszemét hátrahagyása nélkül.
Az SXM-8 szatellit indítása: Kép forrása: SpaceX
A Falcon-9 második fokozata működés közben (Sentinel-6A misszió), művészi ábrázolás. Jól megfigyelhető a Merlin vákuum-hajtómű fúvókája. Kép forrása: ESA
A küldetés számokban
Ez lesz a…
- 131. Falcon-9 indítás
- 72. Falcon-9 indítás többször használt első fokozattal
- 76. újrafelhasználása egy első fokozatnak
- 27. újrafelhasználása egy első fokozatnak 2021-ben
- 97. első fokozat leszállási kísérlet
- SpaceX 28. indítási kísérlete 2021-ben
- 124. orbitális startkísérlet 2021-ben
Források: ESA, NASA, ASI, Everday Astronaut