Az egész Földre kiterjedő GRB-flotta úttörője lehet a most indított magyar asztrofizikai kisműhold

2153

Bajkonurból sikeresen elindították azt a Szojuz 2.1-es rakétát, amelynek fedélzetén többek között két magyar vezetésű projekt eszközei, a SMOG–1 és a GRBAlpha kisműholdak is elhagyták a Földet. A SMOG1 kisműhold teljesen BME-s fejlesztés, a GRBAlpha pedig a CSFK Konkoly Thege Miklós Csillagászati Intézetben készült, az ott dolgozó munkatársak vezetésével, magyarszlovákjapán együttműködés keretein belül.

Feladata egyértelműen az asztrofizikai kutatások irányából jön, és technológiai bemutatás is egyben: a műholdon a gamma-felvillanások jövőbeli észlelésére alkalmas detektorrendszereket próbáljuk ki. A műholdól érkező első rádiójelek nemsokára várhatóak, a teljes stabil kapcsolat kialakításáig azonban jó eséllyel várnunk kell további néhány napot.

De nézzük meg kicsit közelebbről, mire is való a normafai műhelyből kikerült 10x10x10 cm-es, mintegy 1 liternyi térfogatú kisműhold, a GRBAlpha. A gravitációs hullámok 2015-ös felfedezésük óta lázban tartják a tudományos világot. Az összeolvadó neutroncsillagok és fekete lyukak által keltett gravitációs hullámok immár detektálhatók. Azt azonban nem könnyű feladat megtalálni, hogy az égen honnan is származnak a jelek, merre helyezkedett el pontosan a halálos násztáncot járó csillagtetem-páros. Mivel a gravitációshullám-detektorok csak rendkívül pontatlanul képesek a forrást lokalizálni, érdemes valamilyen más hullámhosszon, például az elektromágneses hullámok gamma-tartományában vizsgálódni: a neutroncsillagok összeolvadása ugyanis erőteljes gamma-kitörésekkel jár. Innen ered műholdunk neve is: Gamma Ray Burst mint GRB, és Alfa mint a gamma-kitörés érzékelésére képes legelső kockaműhold.

Gamma-sugárzást sem könnyű azonban detektálni: a Föld légkörén kívülre kell mennünk hozzá. A nagy energiájú gamma-fotonokat nem lehet csak úgy lencsékkel fókuszálni és lefotózni, mint például a fényt, a legtöbb detektor csak hozzávetőleges iránymeghatározásra képes. Ráadásul a gamma-felvillanások legizgalmasabb része a legelső, gyors és nagy energiájú „tranziens” szakasz, amelyet nagyon nehéz gamma-távcsővel elcsípni.

A MAGYAR MŰHOLD SZERELÉSÉNEK PILLANATAI A DETEKTOR KIOLVASÓ MODULJÁNAK RÖGZÍTÉSE AZ ADATGYŰJTŐ EGYSÉGHEZ

És itt jön az apró, 10 cm-es műholdban rejlő lehetőség: telepítsünk pici gamma-detektorokat egy egész műholdflottára. Nem kell mást tudnia a detektornak, csak egy bippeléssel érzékelnie a gamma-foton becsapódásának pontos idejét. Ha a műholdflotta különböző tagjai térben és időben kis eltéréssel érzékelik ugyanazt a kitörést, egy így létrejövő, Föld méretű virtuális detektorernyőn a felvillanások idejéből pontosan ki lehetne háromszögelni a gamma-villanás irányát. Ennek az adatfeldolgozása persze komoly kihívás, de a lehetőség hatalmas! Nem kell más, mint egy apró, néhány dekás gamma-detektort elhelyezni mondjuk a Starlink műholdflotta jövőben pályára helyezendő műhold-vonataira, és már kész is a Föld átmérőjű gammasugárzás-detektorunk! Egy önálló asztrofizikai műholdflotta lenne a legnyerőbb opció, és pontosan ez a CAMELOT, azaz a Cubesats Applied for MEasuring and LOcalizing Transients projekt célja (vagyis „kockaműholdak a tranziensek mérésére és lokalizálására alkalmazva”).

A GRBAlpha 10 cm-es kockájában 2021. március 22-én, magyar idő szerint reggel 7:07-kor útra is kelt az első ilyen detektor.

CSOPORTKÉP A MAJDNEM ELKÉSZÜLT MŰHOLDDAL, BALRÓL JOBBRA: MÉSZÁROS LÁSZLÓ − ELKH CSFK CSILLAGÁSZATI INTÉZET; MASANONI OHNO – HIROSIMAI EGYETEM, ELTE FIZIKAI INTÉZET; PÁL ANDRÁS – ELKH CSFK CSILLAGÁSZATI INTÉZET

“A detektor lelke egy cézium-jodid kristály, amely a gamma-sugárzás hatására látható fényt bocsát ki. Ezt érzékeny, fotonszámlálónak nevezett szenzorokkal érzékeljük, majd a jel erősítése és digitalizálása után a csillagászati szempontból gyanús jeleket helyben tároljuk vagy közvetlenül egy rádiómodul felé továbbítjuk. Magyar idő szerint hétfőn délután 3-4 körül rádióamatőrök már létesíthetnek vele kapcsolatot, amikor Amerika és Japán felett elrepül, majd az első hazai kapcsolat létesítése este 10 óra után lehetséges a műholddal” – mondta Pál András, aki a rendszer fejlesztését vezeti a CSFK Csillagászati Intézet részéről.

“A projekt rendkívül jó példája a nemzetközi együttműködésnek, amelyben japán és magyar kutatók közösen egy olyan csillagászati műszert fejlesztenek kisműholdra, amely előtte csak nagy műholdakon repült” – nyilatkozta Masanori Ohno, aki a projekt miatt Japánból, Hirosimából költözött Budapestre.

“Nagy kihívás volt a teljes detektort úgy megtervezni, hogy ebben a kis térfogatban is elférjen” – tette hozzá Mészáros László, aki többek közt a detektor mechanikai vonatkozásaiért felelős.

“A kristály fóliákba való csomagolásánál és összeszerelésénél sokszor hihetetlenül óvatos kézi munkára volt szükség” – idézte a nehézségeket Jakub Řípa asztrofizikus. “Ehhez amúgy Ohno-szan origami-szaktudására is szükség volt” – mesélte a Sokolébresztő egyik adásában Werner Norbert, aki a projekt tudományos koordinációját segítette.

A kisműhold fedélzeti rendszereit a szlovák Spacemanic és Needronix cég készítette a Kassai Műszaki Egyetem Repülőmérnöki Karának munkatársaival és a magyar csoporttal együttműködve. A műhold végső összeszerelése pedig tavaly novemberben a Konkoly Thege Miklós Csillagászati Intézetben történt, az „Amőba” néven ismert műszaki laborban, néhány méterre a Svábhegyi Csillagvizsgáló kupolájától.

AZ ELKÉSZÜLT GRBALPHA KISMŰHOLD, TETEJÉN A GAMMA-DETEKTORRAL

A sikeres indítás után várjuk az első életjeleket a kozmikus sebességgel keringő űrkockából, amely reményeink szerint a valaha épített legnagyobb gammavillanás-detektor első úttörője lesz!

Hozzászólás

hozzászólás