Az ESA tervei szerint az Arielt 2029-ben indítják majd mintegy másfél millió kilométeres útjára, az űrteleszkóp ugyanis a James Webb űrtávcsőhöz hasonlóan a Földtől mintegy másfél millió kilométerre levő második Lagrange-ponton (L2) fogja végezni az exobolygók vizsgálatát. Az űrtávcső összesen mintegy 500 kilogrammos műszeregyüttese infravörös tartományban spektroszkópiai és fotometriai méréseket fog végezni olyan Naprendszeren kívüli bolygókról, melyek látszólag elfedik központi csillagukat. A spektroszkópok a körülbelül 1 méter átmérőjű főtükör gyűjtötte fényt hullámhossz szerint szétbontják, és a szülőcsillag spektrumában a bolygó által hagyott „kémiai ujjlenyomatot” fogják megvizsgálni, ez pedig sokat elárul a planéta hőmérsékletéről és összetételéről. Az Ariel 1000 exobolygó fedéseit fogja megfigyelni, minden eddiginél nagyobb mintát létrehozva a statisztikai vizsgálatokhoz.

Mivel tud többet az Ariel például a Hubble, vagy a James Webb űrteleszkópnál?

Szabó Róbert, a Csillagászati és Földtudományi Kutatóközpont Konkoly Thege Miklós Csillagászati Intézetének igazgatója a Rakétának azt mondta, az 1990 óta aktív Hubble és a 2021 óta működő James Webb űrteleszkópok gyakorlatilag űrobszervatórium-üzemmódban működnek, ami azt jelenti, hogy pályázható a távcsőidejük, így sokszoros túljelentkezés van az eszközök használatára, amelyek a műszerezettségüknek köszönhetően a közeli bolygókon át az egészen távoli csillagokig bármit meg tudnak figyelni. Emiatt nincs lehetőség arra, hogy nagyon hosszú, dedikált programokat, kutatásokat végezzenek velük, az Ariel üzemidejének 96 százalékban viszont kizárólag az exobolygók légkörét fogja vizsgálni. Ez az eszköz kifejezetten azzal a céllal lett építve, hogy jobban megismerjük az exobolygók légkörét, mégpedig statisztikai értelemben, vagyis ez az űreszköz nem egy és nem kettő égitestet, hanem legalább 1000 bolygót fog vizsgálni.

Mennyibe kerül az Ariel megépítése?

Az Ariel mintegy 600 millió euróból (körülbelül 230 milliárd forintból) készül el. Ezzel kapcsolatban sokakban felmerülhet a kérdés, miért éri meg Európa számára ennyit költeni a bolygónktól rendkívüli távolságra lévő égitestek megismerésére. Szabó Róbert szerint jogos a kérdés, és mára a technológiának köszönhetően erre tudományos választ tudunk adni, nem csupán filozófiai megközelítést alkalmazva, mint néhány évtizeddel ezelőtt. Akkor még az volt a kérdés, létezhetnek-e égitestek a mi Naprendszerünkön kívül, egyedül vagyunk-e az világegyetemben, mára azonban tudományos tény az exobolygók létezése, és van lehetőségünk részletesebben is tanulmányozni azokat. Emellett azt is figyelembe kell venni, hogy minden Arielhez hasonló eszköz jelentős űrtechnológia fejlesztést igényel, ami később, egyéb területen is hasznosulni fog. A kutató példaként a mobiltelefonokban lévő kamerát említette, amely több évtizeddel ezelőtt szintén a – hadászati fejlesztések mellett – csillagászok kutatásainak köszönhetően vált mindennapi használati tárggyá. De ide sorolható

a ma már mindenki által használt WIFI technológia is, amely létrejöttében szintén nagy szerepet játszottak a rádióteleszkópok által gyűjtött jeleket kombináló csillagászok kutatásai,

vagy a szemműtéteknél használt lézertechnológia, amelyet pedig nagy távcsőtükrök összehangolásához fejlesztettek ki az asztronómusok. Más, orvoslásban használt technológia is rendelkezik csillagászati gyökerekkel, a távoli galaxisok csomósodását vizsgáló képfeldolgozó rendszereket például egy az egyben átvette az orvostudomány a mammográfiai felvételek elemzéséhez, amely során mesterséges intelligencia segítségével ismerik fel a rosszindulatú tumorokat. Tehát ezek az űrtechnológiai fejlesztések nagyon gyorsan bekerülnek a mindennapokba, és gyakorlatilag mindenkinek a hasznára válnak. Persze az is relatív, hogy az űrkutatásra költött pénz soknak számít-e, hiszen a haditechnika, fegyverkezés költségvetéséhez képest ez csupán "aprópénz", ami viszont meg is térül, hangsúlyozta Szabó.

Ha az Ariel segítségével felfedezzük, hogy egy távoli galaxisban lévő bolygón van élet – akár csak növényzet, vagy bakteriális szintű létformák – az paradigmaváltást, egy kopernikuszi fordulathoz hasonló tudomány mérföldkövet jelentene az emberiség történelmében.

Mi a magyarok szerepe az Ariel-küldetésben?

Az Ariel űrtávcső fejlesztéséhez hazánk is hozzájárult, az űreszközbe ugyanis a miskolci ADMATIS Kft. vezetésével egy speciális hűtőradiátort is beépít a magyar mérnöki csapat. Ez a műszer az űrteleszkóp belsejében lévő kritikus eszközök, jellemzően a detektor és az elektronikák hőmérsékletének nagyon pontos szabályozását végzi. A legfőbb műszaki kihívás, hogy ennek a radiátornak mínusz 220 Celsius-fokon kell működnie, ráadásul vákuumban és erős sugárzási környezetben. A magyar hozzájárulás része emellett a földön maradó eszközök közül az angliai összeszereléshez használandó különböző szerelőkeretek, pozicionálóberendezések és állványok elkészítése, valamint az a három konténer, amelyekben az űrtávcső közúti szállítása történik Európán át. Ezek biztosítják a több százmillió euró értékű űreszköz megfelelő hőmérsékletét és vibrációmentes környezetét tisztaszobai körülmények között. Ezek mind olyan hardverek és eszközök, amelyeket az ESA is elfogadott és jóváhagyott, ami rendkívül fontos, ugyanis számos szigorú feltételnek kell megfelelnie egy vállalatnak, hogy az Űrügynökség megbízható beszállítója lehessen. Ennek azért is van nagy jelentősége, mert így a magyar cégek és kutatók más, jövőbeli űrmissziókban is komoly szerepet kaphatnak, mondta Szabó Róbert.

Magyarország 2018 eleje óta tagja az Arielt fejlesztő konzorciumnak, amely az ESA 16 tagországát, köztük az Egyesült Királyságot, Franciaországot, Olaszországot, Lengyelországot, Belgiumot, Spanyolországot, Ausztriát, Dániát, Portugáliát, Írországot, Csehországot, Magyarországot, Hollandiát, Norvégiát, Svédországot és Észtországot foglalja magában. Az említett nemzetek 50 intézetéből 600 kutató és mérnök dolgozik a küldetés sikerén, emellett a közelmúltban az amerikai NASA, a JAXA (Japán Űrkutatási Ügynökség) és a Kanadai Űrügynökség részvételét is megerősítették.

Az Ariel fedélzetén az infravörös tartományban működő spektroszkópok mellett három fotométer is helyet kap, az ezekkel végezhető űrbeli gyorsfotometria már korábban bizonyította, hogy kiváló lehetőség a bolygók vizsgálatára. A fotometriai munkákat a részben magyar vezetésű High Precision Photometry csoport koordinálja majd. A pontos fényváltozás révén olyan jelenségek kimutatását is remélik, mint a bolygók forgása, illetve az alak emiatt fellépő lapultsága, az exobolygókat körülvevő gyűrűk, az exoplanéták körül keringő exoholdak – vagy akár a fiatal bolygórendszerek óriásüstökösei.

Mikor indítják útjára az Arielt, és mikor ér célba?

Az Ariel tervezett indítása 2029-ben várható, ami bár első hallásra távolinak tűnhet, azonban a misszió megvalósítása gyakorlatilag már most a célegyenesben van, hangsúlyozta Szabó. Az ESA elé többszáz projekt és javaslat kerül, az Arielt pedig nem csak kiválasztották, de már számos felülvizsgálaton is átment, 2023 májusában az Űrügynökség felülvizsgálati bizottsága megállapította, hogy minden célkitűzés teljesült, és megerősítette az Ariel payload PDR (Payload Design Review) folyamatának sikeres lezárását, így megkezdődhetett az első műszeregyüttes-modellek gyártása, illetve később azok tesztelése és összeépítése. Persze csúszások mindig előfordulhatnak, előre nem látott körülmények és tényezők nehezíthetik az indítást, de jelenleg úgy tűnik, 2029 közepén elindulhat az Ariel. Az űrtávcső egyébként a tervek szerint az Európai Űrügynökség Francia Guyana-i kilövőállásáról együtt indul majd egy másik ESA űreszközzel, a Comet Interceptorral, amelyet arra terveznek, hogy az Arielhez hasonlóan az L2 pontál „parkoljon” majd, hogy ideális pozícióból tudjon indulni, ha egy üstökös érkezik a Naprendszeren kívülről, és landolni tudjon azon. Az Arielnek és a Comet Interceptornak egyaránt el kell készülnie időben, hogy a rakéaindítás megtörténhessen 2029-ben.

Ha az indítás sikeres, az Ariel néhány hét alatt érhet az L2 ponthoz, de már az odaút során is megkezdődhet néhány műszer tesztelése, a célba érés után pedig indulhat az üzembe helyezés. Ez a fázis jellemzően magában foglalja az űreszköz összes rendszerének aktiválását és ellenőrzését, valamint a hasznos terhek, érzékelők és vezérlőrendszerek kalibrálását. Szabó Róbert kiemelte, hogy bár az Ariel tervezett üzemideje körülbelül 4 év, de ez akár több évvel is kitolódhat. Ez nagyban függ attól például, hogy mikor fogy el az üzemanyag, vagyis hányszor lesz szükség az űreszköz mozgatására annak pályán tartásához, valamint, hogy a fedélzeten lévő műszerek meddig képesek hatékonyan működni. Összességében elmondható, hogy az Ariel küldetésének nominális ideje 4 év, ezeket felszereléseket úgy tervezik, hogy időtállóan funkcionáljanak az űrben uralkodó extrém körülmények között is.

(A borítókép illusztráció. Forrás: ESA/STFC RAL Space/UCL/Europlanet-Science Office)