Hogyan építsünk 10 km-es űrtávcsövet? Interferometriával!

2377

Egy 10 kilométer átmérőjű űrteleszkóp megépítése alighanem tudományos fantasztikumnak is beillene, de hat kenyérpirító méretű kis műhold együttműködésével a NASA SunRISE küldetése éppen ezt teszi. Az űrben keringő hatalmas rádióteleszkóppal a heves űridőjárási jelenségeket fogják tanulmányozni. Ezek az események olyan részecskesugárzással járnak, amik veszélyesek az űrhajósokra, károsak a műholdakra, valamint negatívan befolyásolják a földi kommunikációs és elektromos hálózatok működését is.

A SunRISE küldetésben résztvevő hat műhold egyike látható a Utah Állami Egyetem SDL laboratóriumában. (Forrás: SDL/Allison Bills)

A SunRISE (Sun Radio Interferometer Space Experiment) tervezett indítási dátuma 2024 idejére esik, az első kis műhold a hatból pedig már el is készült a Utah Állami Egyetem SDL (Space Dynamics Laboratory) laboratóriumában. Itt készítik el, tesztelik és helyezik üzembe a NASA-küldetés mindegyik műholdját. Jim Lux, a SunRISE projektmenedzsere is izgatott az első SunRISE űreszköz megépülése miatt, hiszen néhány éven belül ezek a kis műholdak együtt egy hatalmas űrteleszkópot formálva olyan módon figyelik majd meg a Napot, ahogyan az a Földről nem lehetséges.

Minden egyes kis műhold, vagy más néven SmallSat, egyetlen antennaként működve fogja a Nap forró légköréből, a koronából érkező rádiókitöréseket érzékelni. Négy teleszkópos antennával vannak felszerelve, amiket egészen 2,5 méter hosszúra lehet kihúzni, hogy X-et formázzanak. A Földtől 36 000 km-re fognak keringeni olyan speciális kötelékben repülve, hogy közösen egy nagy virtuális rádiótávcsövet alkossanak.

A SunRISE küldetés poszterén egy napkitörés hátterében láthatók a kötelékben repülő műholdak. A hasonló heves események rádiótartományban is érzékelhető sugárzást hoznak létre, a műholdak pedig egy hatalmas virtuális távcsövet alkotnak (amit itt egy hálós tányérként ábrázoltak). A poszter szabadon letölthető ide kattintva. (Forrás: NASA/JPL-Caltech)

Miután mind a hat SmallSat adatai eljutnak a NASA Deep Space Network hálózatához, a kutatók interferometriával ,,hozzák létre” a két legtávolabbi SmallSat távolságával megegyező átmérőjű rádióteleszkópot, ami így körülbelül 10 km-es lesz.

A földi rádiótávcsövek, mint például a Mexikóban található Karl G. Jansky VLA (Very Large Array), is gyakran dolgoznak interferometriai módszerekkel sok egyedi antenna megfigyeléseinek kombinálásával. A SunRISE viszont rendelkezik egy nagy előnnyel a földi társaihoz képest: ki tudja mérni azokat a hosszú rádióhullámokat, amiket a Föld ionoszférája (a légkör felső rétege) nem enged át. Ennek köszönhetően a SunRISE képes lesz meghatározni, hogy a napkitörések, vagy hirtelen rádiókitörések a korona mely részéről származnak. A SunRISE kutatócsoportja a mérési adatok alapján ezután részletes 3D térképeket készít majd a Napunkról.

Veszélyes űridőjárás

A Nap koronája roppant aktív, benne az erőteljes mágneses terek és nagy energiájú részecskék keveredése napkitörésekhez, olykor koronaanyag-kidobódásokhoz (CME) vezet. A napkitörések és CME-k felgyorsítják a töltött naprészecskéket, veszélyeztetve a Naprendszerben végzett emberi tevékenységeket. A Napból eredő rádiókitörések lokalizálásával a SunRISE azt fogja demonstrálni, hogy miként lehet hasznos a Napból érkező töltött részecskeesemények előrejelzése. Ha a rádiókitöréseket a CME-k helyszíneihez mérten követve sikerül azonosítani a régiókat, ahol a részecskék felgyorsulnak, akkor az is vizsgálható, hogy vezetnek a koronaanyag-kidobódások rádiókitörésekhez. A 3D képeken túl a SunRISE a Nap mágneses terének erővonalait is fel fogja térképezni. A műholdak folyamatosan figyelni fogják a Napot, a koronában rendszertelenül bekövetkező rádiókitörések után kutatva.

A SunRISE hat SmallSat műholdját bemutató animáció, ahogyan virtuális űrteleszkópot alkotva Napból érkező rádiókitöréseket detektálnak (kék hullámzás), majd visszaküldik az eredményeiket a földi Deep Space Network kutatóinak (zöld hullámzás). (Forrás: NASA)

Justin Kasper, a SunRISE vezető kutatójának elmondása szerint a küldetés fő célja az, hogy megértsük ezeket a heves űridőjárási eseményeket keltő folyamatokat. A nagyenergiás naprészecskék veszélyt jelentenek a felkészületlen űrhajósokra és technológiákra is, így az eseményekhez kapcsolódó rádiókitörések követésével előkészülhetünk rájuk.

A SunRISE során gyűjtött adatokat más földi és űreszközökkel végzett mérésekkel együtt fogják értelmezni. Például a SunRISE rögzíthet rádiókitöréseket a Napon, amíg a NASA Parker Napszondája éppen áthalad rajtuk. A SunRISE adatok és a SOHO felvételek kombinálásával pedig azt is meg lehet majd állapítani, hogy a CME-k hogyan és hol keltenek különböző típusú rádiókitöréseket, ahogyan távolodnak a Naptól, ezután pedig a felgyorsított részecskékből mennyi jut el a Föld közelébe.

Forrás: NASA JPL

Hozzászólás

hozzászólás