Az üstökösök a Naprendszer látványos, de nehezen megismerhető vándorai, amelyekről közeli adatokat szerezni komplikált feladat, bár nem lehetetlen. A csillagászok a történelem folyamán számos ilyen űrbeli objektumot vizsgáltak, egyik leghíresebb képviselőjüket, a Halley-üstököst már az 1980-as években a Giotto és a Vega missziók során közelről is feltérképezték, majd az 1998-as Deep Space 1 során a Borrelly-üstököst, 2004-ben a Stardust küldetés révén a Wild-2 üstököst, szintén 2004-ben a Churyumov-Gerasimenkót, 2005-ben pedig a Temple 1-et és a Hartley 2-t látogatták meg űrszondák, azonban a legtöbb megfigyelést földi eszközökkel végezték.

A missziók közös jellemzője, hogy vizsgálatuk alanyai olyan üstökösök voltak, amelyeket rendszeresen, néhány évenként megjelennek a Nap szomszédságában,

majd a csillag mellett elhaladva elliptikus pályájukat folytatva egy időre eltávolodnak tőle, hogy aztán újra visszatérjenek. Mivel ezek a rövidperiódusú üstökösök sokszor kerülnek a Nap közelébe és a belső Naprendszer bolygóinak közelsége is hat rájuk, ezért a formájuk, felszínük és összetételük is jelentősen megváltozik az idők során, így az eredeti, érintetlen struktúrájukról már lehetetlen adatokat szerezni.

Ahhoz, hogy egy ehhez hasonló hatásoktól mentes, ősi látogatót sikerüljön alaposabban megvizsgálni, egy hosszúperiódusú üstököst kell elcsípnie a kutatóknak, amelyek keringési periódusa több mint 200 év, de akár ezer vagy millió évre is nyúlhat. Közülük is a legígéretesebb verziót egy úgynevezett dynamically-new comet (DNC), vagyis dinamikailag új üstökös jelentené, ami először lép a Naprendszer belső részébe, ezért sokkal több lehetőséget kínál az ősi állapotok felméréséhez. Persze születésük óta az DNC-k is változtak valamelyest, potenciális ütközésnek voltak kitéve és hosszú utat tettek meg, mire eljutottak jelenlegi lakóhelyükre, például a Naprendszer határán elhelyezkedő Oort-felhőbe, ahonnan egy nap meglátogathatják a belső Naprendszert, de mégis ezek az objektumok tartották meg leginkább eredeti, legkevésbé módosult formájukat az üstökösök között. Segítségükkel a csillagászok sokkal alaposabb betekintést kaphatnak a Naprendszer formálódása idején fennálló állapotokba, amikor még a protoszoláris csillagködből épphogycsak elkezdett összeállni a bolygók és más űrbeli objektumok halmaza.

Az ősi üstökös nagyrészt megtarthatta azokat az alkotóelemeket és felszíni jellegzetességeket, amelyek ezekről a régi időkről árulkodnak,

emellett a Nap közelébe első alkalommal kerülő üstökösnek a környezetével és a napszéllel való interakciója is érdekes információkat tartogathat a tudósok számára.

Az NDC üstökösnél létezik azonban egy potenciálisan még izgalmasabb megfigyelési célpont is: egy csillagközi látogató, ami nem csak a belső Naprendszerbe, hanem a teljes csillagrendszerbe első ízben lép be. Kevés ehhez fogható égitestet volt eddig lehetősége detektálni a kutatóknak, konkrétan kettőt, az Oumuamuát és a 2I/Borisovot, előbbit 2017-ben, utóbbit 2019-ben észlelték a csillagászok. A más csillagrendszerekből kilökődött vándor feltérképezése sok olyan kérdésre is választ adhatna, amelyeket a híressé vált elődeinek megjelenése vetett fel. De hogyan lehet akár egy ilyen távoli látogatót, akár egy hosszúperiódusú üstököst testközelből megvizsgálni, mikor a Földről indított űreszközöknek hosszú ideig tartó felkészülésre és szintén hosszú utazásra van szükségük ahhoz, hogy az égitestek közelébe férkőzhessenek?

A Comet Interceptor program

A megoldást egy előretolt helyőrség jelenti, egy űrbeli “vadász”, ami lesben várja az arra járó idegent és kellő időben gyorsan keresztezi útját. Egy ilyen űreszköz bevetésére készül az Európai Űrügynökség (ESA) a Japán Űrügynökséggel (JAXA) együttműködésben a Comet Interceptor program keretében. A programot az ESA 2022-ben fogadta el hivatalosan és a jelenlegi tervek értelmében a szondák 2028-ban vagy 2029-ben indulnak útjukra, a misszió további sorsa pedig annak függvényében alakul, hogy mikor és milyen megfigyelési alanyt sikerül találni a várakozás során. Az ESA által biztosított fő szonda (Spacecraft A) és a vele utazó két alegység (Spacecraft B1 és B2), amelyek egyikét a JAXA, a másikat az ESA és partnereik készítik el, a Nap-Föld rendszer második Lagrange-pontján fog állomásozni, itt keringve várják ki azt a pillanatot, amikor a földi megfigyelések révén azonosítják az ideális alanyt a vizsgálatokhoz. Ahogy az Kereszturi Ákos, a HUN-REN Csillagászati és Földtudományi Kutatóközpont tudományos főmunkatársa a most zajló budapesti H-SPACE űrkutatási konferencián elmondta, még nem lehet tudni, hogy ez végül hosszúperiódusú üstökös lesz vagy csillagközi objektum, lényegében semmit nem lehet előre konkrétan meghatározni a várt égitesttel kapcsolatban, de annyi biztos, hogy a Vera Rubin Obszervatórium LSST (Legacy Survey of Space and Time) projektjének keretében fogják keresni az égen. Az LSST egy nagyszabású égboltfigyelő program lesz, aminek során 500 petabájtnyi képet és adatot gyűjtenek be, hogy feltérképezzék a Tejútrendszert és jobban megismerjék a Naprendszer égitestjeit.

A szonda néhány éven át képes lesz kellő mértékben korrigálni a pozícióját ahhoz, hogy megfelelő pályán maradjon, azonban nem keringhet a végtelenségig a Lagrange-pont körül, ezért ha “leparkolásától” számítva öt éven belül nem találnak rá a keresett objektumra a csillagászok, akkor egy másfajta, rövidperiódusú üstököst látogat majd meg. A célpont kiválasztása után az üstököshöz érve a fő szonda 1000 kilométer távolságban marad az égitesttől, a szabadon engedett két kisebb egység viszont közelebb repül az üstökösmaghoz, hogy még több adatot szerezzenek a mérések alatt. A vizsgálatok során a mag szerkezetét, formáját, összetételét, az általa kiengedett gázokat, a csóva jellemzőit, az objektumot körbevevő mágneses teret, porfelhőt, hőkibocsátást és a napszéllel való interakcióját is mérik majd a műszerek, amelyek között magyar közreműködéssel épített berendezés is található.

A fő szonda CoCa (Comet Camera) kamerájának Digitális Feldolgozó Egységét (DPU) a magyar REMRED és az SGF cég fejleszti, az Admatis készíti a passzív és aktív hőkontroll hardvert a szonda számára, a Konkoly Thege Miklós Csillagászati Intézet munkatársai szintén a CoCa kamera fejlesztésében vesznek részt és a Wigner Fizikai Kutatóközpont kutatói a plazmavizsgálatok előkészítéséhez járulnak hozzá. A CoCa kamera nagyfelbontású képalkotási lehetőséget biztosít négy filter segítségével, amelyek különböző hullámhosszokon mérnek körülbelül 400 nm-től 1000 nm-ig. A költséghatékonyság érdekében a berendezés két fő elemét már létező és más missziókon jól teljesítő műszerek dizánja alapján alkották meg, illetve az ezeknél alkalmazott “maradék” műszereket használták fel: ezek egyike az ExoMars Trace Gas Orbiter keringőegység CaSSIS teleszkópja, a másik a JUICE programban használt Janus detektorrendszer.

Az eszközökkel a Halley-üstököst megfigyelő Giotto képeinél nagyságrendekkel jobb minőségű felvételek születhetnek az ismeretlen objektumról, pedig a Giottót csak 596 kilométer választotta el a Halley-től. A kamera minimális expozíciós ideje 220 μs, így a leggyorsabb repülési sebességnél sem kell majd elmosódott felvételekre számítani. A CoCa 8 méter per pixel felbontással dolgozik és másodpercenként egy felvételt tud elkészíteni. A teljes megfigyelési időszaknak azon része alatt, amíg az üstökös melletti elrepülése tart, összesen 2500 képek küld majd a Földre az űreszköz.

A Comet Interceptor misszió legkülönösebb részének tehát az ígérkezik, hogy egyelőre a küldetést tervező résztvevők csak egy fantom üstököst tudnak vizionálni a felkészülés során, de valójában egyáltalán nem ismerik a leendő célpontot, sőt, az űreszköz még azelőtt elindul állomására, hogy tudnák, honnan érkezik majd az objektum. Kereszturi elmondása szerint a későbbiekben sem lehetnek majd biztosak benne, hogy a kiszemelt üstökös valóban a Naprendszer széléről vagy a csillagközi térből indult, de az égitest pályájának íve árulkodó nyom lehet. Amennyiben a pályaív nagy mértékben elliptikus, parabolikus vagy hiperbolikus, akkor nagy esély van rá, hogy a detektált égitest még nem járt korábban a Nap közelében. A lehetséges célpontok kiválasztásával kapcsolatban egyébként már jelentek meg tanulmányok az elmúlt években, de az igazi jelölt kilétét csak a jövőbeli megfigyelések fedhetik majd fel.

(Fotó: Maciej Frolow/Getty Images)

Mit rejt a Föld ikertestvére, van-e élet a Vénusz felhőiben? Egy bolygókutatóval beszélgettünk többek között arról, voltak-e a Vénuszon óceánok, vagy hogy lehet-e élet a bolygó 50-60 km magasban lévő felhőiben.