Rosetta flies by asteroid Steins

Európai űrkutatási siker magyar részvétellel: részletes képeket készített a Rosetta űrszonda a Steins kisbolygóról

A Rosetta alapvetően üstökös kutatásra kifejlesztett nagy hatótávolságú és hosszú időtartamú bolygóközi útra felkészített űreszköz, amely 2004. március 2-án indult útnak és elsődleges úticélja a 67P/Churyumov-Gerasimenko rövid keringési idejű (ekliptikai) üstökös 2014-tól kezdődő és legalább egy évig tartó részletes helyszíni vizsgálata, amelynek során a tervek szerint a Philae elnevezésű leszállóegység az üstökösmag felszínén fog majd méréseket végezni.
 

A Rosetta-programban jelentős a magyar űrtechnológiai és tudományos kutatási részvétel, amelynek döntő hányada a Philae leszállóegységhez kötődik. A fedélzeti energiaellátó rendszeren (BME SZHRT fejlesztése) és a központi számítógépen (KFKI RMKI fejlesztése) kívül két mérőműszer-együttes (ROMAP, SESAME) egyes műszereit, vagy azok részegységeit is hazai kutatóhelyen, a Magyar Tudományos Akadémia KFKI Atomenergia Kutatóintézetben fejlesztették, illetve készítették. Az MTA KTM Csillagászati Kutatóintézet munkatársa pedig az OSIRIS kamerái által készített képek tudományos elemzésében vesz részt nemzetközi munkacsoportban.
 

A Rosetta a 67P/Churyumov-Gerasimenko üstököshöz vezető és hosszú éveken át tartó bolygóközi útja során a tervek szerint 2008. szeptember 5-én magyar idő szerint 20:58-kor mintegy 800 km-re megközelítette a fő aszteroid övben a Nap körül keringő 2867 Steins kisbolygót és a kis égitest melletti elrepülése során új tudományos megfigyeléseket, méréseket végzett.
 

A Rosetta a Steins kisbolygóval való találkozásakor 2,41 CSE-re volt bolygónktól és 2,14 CSE távolságra a Naptól. Ez azt jelenti, hogy a Földről küldött rádióhullámok mintegy 20 perc alatt érték el a szondát és a válasz is ennyi idő alatt érkezett meg a Földre, azaz a szonda 20 fényperc távolságra volt a találkozás idején a Földtől. Tehát a fedélzeti óra szerint 20:38-kor járt legközelebb a kisbolygóhoz, ami a földi időben 20:58-at jelent. A pontos pályaszámítások szerint 780 km volt a legkisebb távolság a Rosetta és a Steins között, amikor is egymáshoz képest 8,6 km/s sebességgel haladtak. Egyébként a kisbolygót megközelítő pálya megtervezésekor a legkisebb megközelítési távolságot annak alapján határozták meg, hogy a szondában ne tehessenek kárt a kisbolygó körül esetleg létező meteoritikus anyagdarabok, szemcsék (por, törmelék, meteoroidok), illetve a kamerákat ne kelljen túl nagy szögsebességgel elforgatni a követéshez a két test közötti legkisebb távolság idején.
 

1. ábra: A 2867 Steins kisbolygóról a Rosetta űrszonda nagylátószögű kamerájával felvett képekből készített válogatás. A legfeltűnőbb alakzat felül a felszínén a mintegy 1,5-2 kilométer átmérőjű, a kis égitest méretéhez képest óriási becsapódási kráter, amely mellett még egy vele összemérhető méretű nagy kráter is látszik (kép: ESA, Rosetta OSIRIS kutatócsoport).
 

A péntek esti találkozó alatt olyan gyorsan pörögtek az események, hogy az űrszonda az előre meghatározott program szerint automatikusan végezte feladatait: mérések, felvételek készítése, fedélzeti technikai adatok rögzítése. Földi beavatkozásra a nagy távolság miatt esély sem lett volna. Az összegyűlt hatalmas mennyiségű adat Földre való továbbítását a találkozási időpont után több mint 1 órával kezdte meg, magyar idő szerint 22:14-kor. Ezután az ESA közleményben megerősítette a Rosetta sikeres elrepülését a Steins kisbolygó közvetlen közelében. A rádiós kapcsolattartás egyébként a NASA goldstone-i nagy hatótávolságú űrkövető rádióantennáival történt.
 

Egy váratlan technikai probléma árnyékot vetett a közelítésre: a legkisebb távolság elérése előtt 9 perccel az OSIRIS képfelvevő rendszer kislátószögű (NAC), azaz a nagyfelbontású képek készítésére alkalmas kamerájának mechanikai exponáló zárja nem működött, ezért a fedélzeti program letiltotta a kamerával való további képek készítését, és biztonsági üzemmódba helyezte a műszert. Emiatt a szondának ez az éles (sas)szeme "csukva maradt" a legérdekesebb pályaszakaszon, így nem készülhettek a várva-várt 16 m-es felbontású felvételek. Szerencsére az OSIRIS nagylátószögű (WAC) kamerája mindvégig rendben működött és a kisebb felbontás ellenére is sikerült az aszteroida felszínéről részletes képeket készíteni. Azt még nem tudni pontosan, hogy mi történt a NAC exponáló zárjával, de a találkozás után kb. két óra elteltével ismét rendben működött. A szakemberek remélik, hogy a jövőben rendesen fog működni (hasonló hiba egyébként már előfordult korábban is ezzel a zárral, és ezért mindig óvatosan működtették a fellövés után).
 

A Steinsről készült képek egy kevésbé elnyúlt alakú, inkább tömzsi kúpszerű sziklatömböt mutatnak, amivel jól egyezik a Földről csillagászati teleszkópokkal végzett megfigyelésekből számított háromdimenziós alakmodell. Az aszteroida egy 4,6 km-es gömbbel jól közelíthető méretű test, ami szintén jól egyezik az előzetes földi fotometriai eredményekkel.
 

2. ábra: A 2867 Steins aszteroida háromdimenziós alakmodellje földi távcsövekkel megfigyelt 26 fénygörbe felhasználásával készült. A bal oldali és középső képen az egyenlítő síkjában látunk rá a kisbolygóra két, egymásra merőleges irányból. A jobb oldali képen az egyik pólusa felől nézzük a kis égitestet (kép: Rosetta OSIRIS kutatócsoport).
 

A képeken a legfeltűnőbb alakzat egy mintegy 1,5-2 km átmérőjű, a kis égitest méretéhez képest óriási kráter, amely mellett még egy nagyobb méretű kráter is látszik. Egy kis égitest óriási becsapódási krátere úgy tűnik, nem egyedi jelenség a Naprendszerben: ezt mutatja többek között például a Phobos marshold, illetve a 253 Mathilde, most pedig a 2867 Steins kisbolygó felszínén lévő hatalmas kráter is. Az, hogy az ilyen nagy méretű krátert létrehozó becsapódás nem törte szét a kis égitestet, a laza belső szerkezetnek köszönhető, mivel így az ütközés lökéshulláma erősen csillapodik az üreges szerkezetű testben. Valószínűleg a Steins is ilyen "kozmikus kőrakás" lehet, de ez majd csak a Rosetta mérési adatainak részletes elemzéséből derül ki. Az biztos, hogy a Steins kisbolygó idős felszínét beborító kráterek a bolygórendszerünk régmúltjában lejátszódott heves ütközési folyamatokról adnak hírt.
 

Egyelőre nem találtunk feltűnő méretű, illetve fényességű holdacskát a kisbolygó közelében, de a kutatás még folyik, mert nem könnyű halvány objektumokat keresni a nagy képeken. A közeljövő feladata a kisbolygó térképének összeállítása, a háromdimenziós alakmodell pontosítása, ásványi összetételének a meghatározása, valamint tömegének, tömegsűrűségének és forgási paramétereinek a kiszámítása.
 

Amit a 2867 Steins kisbolygóról eddig tudtunk dióhéjban így foglalható össze. A 2867 Steins (1969 VC) kisbolygót Nikolaj Sztyepanovics Csernyik (1931-2004) szovjet csillagász fedezte fel a Krími Asztrofizika Obszervatóriumban (Naucsníj, Krím) 1969. november 4-én. A kisbolygó végleges elnevezését Kärlis Augustovich Steins (1911-1983), a Litván Egyetem Asztrofizikai Obszervatóriuma igazgatójáról kapta, aki üstökös-kozmogóniával is foglalkozott, valamint 1933-ban felfedezte a 1284 Latvia kisbolygót. A Steins mostani pályájának félnagytengelye 2,36 CSE, a kisbolygó napközelben 2,01 CSE, naptávolban pedig 2,70 CSE-re van központi csillagunktól. A pálya excentricitása 0,14, a pályasíkja pedig 9,94 fokot hajlik a földpálya síkjához. Legutóbb 2005. június 23-án volt napközelben és 3,63 év a napkörüli keringési ideje (a következő napközelsége 2009. február 9-én lesz). A fenti adatok alapján a Steins a Hungaria kisbolygócsalád (~1.9 CSE) és a fő aszteroida-övezet legbelső zónája (2,1-2,7 CSE) között kering a Nap körül és nincs határozottan egyikbe sem besorolva.
 

A színképe alapján a Steins az ún. E-típusú aszteroidák tagja, amelyek névadója a 3103 Eger nevű Apollo típusú földközeli kisbolygó. A Steins színképe nagyon hasonlít az Atlanta nevű ensztatit kondrit meteoritéhez, valamint az Eger, Angelina, és Nereus kisbolygókéhoz is. A NASA Mauna Kea csúcsán lévő IRTF teleszkópjával 2006/7-ben felvett közeli infravörös színképek alapján a Steins felszíni összetétele Mg, Ca, Al szilikátokat tartalmazó 57% ensztatit, 42% oldhamit (CaS-t tartalmaz) és 1% ortopiroxén, vagyis a Steins és fent említett társai az E-kisbolygók E(II) altípusába tartoznak, amelyet más néven Angelina-típusnak is neveznek. Az űridőjárás által vörösített aubrit (ensztatit akondrit) meteoritok spektrumával is jól egyezik a Steins színképe. Az OSIRIS kutatócsoport felvetette azt a lehetőséget, hogy a nagyfokú színképi hasonlóságuk miatt, valamint előzetes égi mechanikai szimulációk alapján a Steins és az Eger egy nagyobb kisbolygó ütközéses törmelékei. Egyébként hazai vonatkozású az is, hogy az Eger kisbolygót Lovas Miklós fedezte fel Piszkéstetőn a 60/90/180 cm-es Schmidt-teleszkóppal végzett fotografikus szupernóva-kereső program során 1982-ben és a felfedező, valamint e sorok írója javaslatára a Nemzetközi Csillagászati Unió (IAU) elfogadta a nevezetes történelmi és borairól híres magyar városról való elnevezést.
 

3. ábra: A Rosetta űrszonda a nagyhatótávolságú antennával és a mintegy 14 méter teljes fesztávolságú és 64 négyzetméter felületű kinyitott napelem-táblákkal (kép: ESA).

Az eddig űrszondákkal közelről vizsgált kisbolygók (Gaspra, Ida+Dactyl, Mahilde, Braille, Annefrank, Eros, Itokawa, Steins) közül a Steins Rosetta által történt közeli tanulmányozásából a ritka E-típusú aszteroidák fizikai tulajdonságaira, eredetükre és fejlődésükre derülhet fény.   A Rosetta a Steins kisbolygóval való közeli találkozás után folytatja bolygóközi útját, és a tervek szerint ismét a Föld közelébe kerül 2009. november 13-án. A Föld általi hintamanővert követően a 21 Lutetia kisbolygóval fog találkozni 2010. július 10-én, majd onnan az elsődleges úticélja, a 67P/Churyumov-Gerasimenko-üstökös felé veszi az irányt, amelyhez 2014-ben fog megérkezni.

Kapcsolódó hírek:

Forrás és további információ: dr. Tóth Imre (E-mail: tothi konkoly.hu - az üres helyre irjon @ jelet!)